Nestor Quadri_sistemas de Aire Acondicionado

7/26/2019 Nestor Quadri_sistemas de Aire Acondicionado

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LLIIBBRREERRIIAAYYEEDDIITTOORRIIAALLAALLSSIINNAA

Paran 137 - (C1017AAC) Buenos Aires

Telefax (054)(011) 4373-2942 y (054)(011) 4371-9309

ARGENTINA

alidad del aire interior

alidad del aire interior


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Queda hecho el depsito que establece la ley 11.723Buenos Aires, 2001

Diseo de Tapa, diagramacin, grficas y armado de interior:Pedro Claudio Rodrguez

Telefax (054) (011) 4372-3336

Celular (15) 4444-9236

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que sea, idntica o modificada, no autorizada por el Editor, violalos derechos reservados, includo su uso por Internet o cualquierotro medio electrnico. Cualquier utilizacin parcial o total debeser previamente solicitada al editor.

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PROLOGO

Los sistemas de aire acondicionado, han llegado a ser unanecesidad para la vida moderna, como es el caso de viviendas, ofi-cinas, establecimientos comerciales o industriales, laboratorios, es-cuelas, hospitales, salas de espectculos, restaurantes, etc.

En efecto, los habitantes de una vivienda se han convenci-

do de los beneficios de la climatizacin de sus edificios para el con-fort y la salud, los empresarios han comprendido su convenienciapara la eficiencia de su personal, los comerciantes como imagen desu negocio para el bienestar de sus clientes y en las industriasadems del confort para los trabajadores representa una necesidadpara el mejoramiento de los procesos de fabricacin. De esa forma,ya no se concibe un proyecto constructivo edilicio sin contemplar elempleo de algn sistema de acondicionamiento climtico.

Teniendo en cuenta lo indicado, hemos encarado esta publi-cacin con el propsito de propender al conocimiento de los siste-mas bsicos que componen estas instalaciones, mediante una des-cripcin sencilla y global, con el fin de que constituya un libro detexto bsico de consulta por parte de profesionales, tcnicos o es-tudiantes de esta especialidad.

Se han realizado ejemplos sencillos que abarcan todos lostpicos que comprenden estos sistemas, desde los equipos de aireacondicionado individuales hasta los del tipo central, los equipos

unitarios, unidades separadas o todo refrigerante, los sistemas to-do agua con unidades enfriadoras y fan-coil, los todo aire con ladistribucin volumen constante y variable, los mixtos incluyendolos equipos de induccin y techos fros y por ltimo una gua orien-tativa de seleccin para el proyectista.

Se han analizado tambin, los factores que influyen en elconfort ambiental y los problemas del sndrome de los edificios en-fermos, y las medidas a adoptar en el proyecto, para el manteni-miento de la calidad del aire interior.

Por otra parte, como el elevado costo que representa laenerga se ha remarcado su vital importancia en los criterios de di-seo de los sistemas de la climatizacin y se han considerado enlos anlisis, las premisas bsicas necesarias para lograr edificiosenergticamente eficientes.


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Para la confeccin de los distintos Captulos se han tenidoen cuenta las Reglamentaciones vigentes en la materia, el Cdigode la Edificacin de la Ciudad de Buenos Aires, y las Normas de la

ASHRAE y de la Comunidad Europea. Adems, se han consideradolas recomendaciones establecidas en la bibliografa existente quese indican al final del libro, as como de fabricantes de materialesy equipos y fundamentalmente de la experiencia real surgida en laprctica de los proyectos y ejecucin de estas instalaciones.

Por otra parte, se encuentran publicados por Librera y Edi-torial Alsina los libros INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO YCALEFACCIONy el MANUAL DE AIRE ACONDICIONADO Y CALEFAC-CIONdestinados a aquellos que deseen realizar el clculo y diseo

de estas instalaciones.

EL AUTOR

Prlogo 5


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INDICE GENERALINTERACTIVO

PRLOGO .......................................................................... 4

CAPITULO 1: PRINCIPIOS BSICOS ......................................9

Definicin, requisitos fundamentales, 9; Sistema tpico de aire

acondicionado,plantas de generacin, 12; Funciones bsicas a cum-plir por los sistemas, enfriamiento y deshumectacin, 13; calenta-miento y humectacin, 14; ventilacin, filtrado, 15; circulacin delaire, 16; Requisitos particulares, simpleza de instalacin, 17; controlautomtico 10; consumo energtico, 19; dispositivos de seguridad,confiabilidad de funcionamiento, 20; facilidad de ampliacin, man-tenimiento mnimo, 21;preservacin del medio ambiente, 22; con-diciones de funcionamiento de los equipamientos. Clasificacin ge-neral de las instalaciones,por su misin, por la poca del ao, 24;

por su forma de instalacin, 25;por el tipo de equipamiento, 26;Equipos de expansin directa, Equipos de expansin indirecta oagua enfriada, 27; Clasificacin por sistemas de aire acondiciona-do, 28.

CAPITULO 2: CONFORT TRMICO...................................... 33

Bases fisiolgicas para el acondicionamiento, metabolismo, 33; ba-lance energtico, 34; regulacin del calor del cuerpo humano, 36;

vestimenta. Condiciones del local, 37; temperaturas el aire ysuperficies, 38; humedad, 40; movimiento del aire. Calidad del aireinterior, 41; Ecuacin del bienestar, escala de sensacin trmica,42; Abaco de confort, 45; condiciones aconsejables, limitaciones albaco de confort, 47.

CAPITULO 3: CALIDAD DEL AIRE INTERIOR .......................... 49

Caracterstica, 49; Norma ASHRAE 62/89, 50; procedimiento de

cantidad de aire de ventilacin (VR), 51;procedimiento de calidaddel aire interior (IAQ), 52. Evaluacin de la polucin, 54; ejemplode aplicacin, 56; comparacin con la norma ASHRAE 62/89, 57;solucin al problema de la contaminacin interior. Sndrome del edi-ficio enfermo, 58.


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CAPITULO 4: PREMISAS BASICAS DEL PROYECTO ................ 65

Conceptos bsicos. Funcionamiento a cargas parciales, 65; Sis-temas de volumen constante y temperatura variable, regulacin to-

do o nada, regulacin mediante by-pass del aire, 68; regulacin delcaudal de agua enfriada, regulacin mediante recalentamiento, 70;Sistemas de volumen variable y temperatura constante, 72; Zo-nificacin, 74; radiacin solar, 75; horarios de uso, disipacionestrmicas internas, 78.

CAPITULO 5: EQUIPOS PRIMARIOS ....................................80

Sistemas de refrigeracin, Refrigeracin mecnica, 80; refrigeran-

tes, 82; Compresores, alternativo, 84; rotativo, 86; centrfugo,axihelicoidal (tornillo), 87; espiral. Condensadores, 89; condensa-dores enfriados por aire y por agua, 91; Torre de enfriamiento.Dispositivos de expansin, 93; vlvula de expansin, tubo capilar.Evaporador, 95; accesorios. Bomba de calor, 98; sistema aire-aire,101; descongelacin del serpentn exterior, 103; desequilibrio crtico,104. Refrigeracin por absorcin, 106; aplicaciones de la mquina deabsorcin, 111.

CAPITULO 6: SISTEMAS UNITARIOS .................................. 112

Generalidades. Acondicionador de aire individual de ventana o mu-ro, 112; clculo simplificado, 115; Equipos autocontenidos exter-nos (Roof-top), 116; Equipos autocontenidos interiores con con-densacin por aire incorporada (Wall Mounted), 121; Acondicio-nador de aire interior compacto expansin directa con condensa-cin exterior enfriado por aire. Con condensador enfriado por agua.

Sistema con equipos unitarios con bomba de calor por circulacinde agua (WLHP), 124; funcionamiento de los equipos WLHP, 126;Desage de condensado de equipos de aire acondicionado, 128.

CAPITULO 7: SISTEMAS TODO REFRIGERANTE .................... 130

Split simple, 130; Sistemas multi-split, 135; Sistemas de refrige-rante variable (VRV), 136; caractersticas bsicas, 139.

CAPITULO 8: SISTEMAS TODO AGUA ............................... 144

Generalidades, ejemplo,144; Caractersticas del sistema. Fan-coilindividual, 146; tipos de equipos, preseleccin, 147; Unidad enfria-dora de agua, 150; componentes de la unidad, volumen mnimo deagua refrigerada, 151; Sistemas de distribucin del agua, 153.

Indice General 7


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CAPITULO 9: SISTEMAS TODO AIRE ..................................156

Generalidades, 156; Sistemas de volumen constante. Simple zona,157; Sistema multizona, 160; recalentamiento, 160; mezcla de

aire, distribucin con doble conducto, 162; distribucin con equiposmultizona, 164; unidades de tratamiento zonales. Sistemas devolumen variable, 168; ventilador de caudal constante con com-

puertas by-pass, ventilador de caudal variable, 171. Calefaccin delos sistemas de volumen variable, calentamiento integrado(VVT),174; ejemplo de aplicacin, 175; anlisis de operacin delsistema de control, 178; inconvenientes del sistema de volumenvariable, 181.

CAPITULO 10: SISTEMAS AIRE-AGUA .............................. 184

Generalidades. Sistema de induccin, 184; Fan-coil con aire pri-mario, 187; Paneles radiantes con aire primario (techos fros), 190;condiciones de diseo, 191. limitaciones de los sistemas de techosfro, 196.

CAPITULO 11: ELECCIN DE LOS SISTEMAS ...................... 198

Aspectos del problema, 198; Ejemplos de divisin en zonas, 199;solucin con un nico equipo de velocidad constante, con equiposautocontenidos por zona, 200; con sistema de volumen variable,201; con sistema todo agua, con sistema todo refrigerante, 202.Ejemplo de anlisis de factores econmicos, 202; Gua de aplica-ciones, 205.

BIBLIOGRAFIA ................................................................. 209

Indice General 8


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CAPITULO 1

PRINCIPIOS BSICOS

Definicin

Se puede establecer que la misin del aire acondicionado es la

realizacin de determinadas funciones destinadas a proporcionardurante todo el ao, el confort trmico y la calidad del aire interiorpara la vida de las personas o el mejoramiento de los diferentesprocesos industriales. Como mnimo, las instalaciones deben efec-tuar los siguientes procesos bsicos:

Control de temperatura y humedad

Ventilacin y calidad del aire interior

Filtrado

CirculacinEstos procesos deben realizarse:

Automticamente

Sin ruidos molestos

Con el menor consumo en energtico

Sin producir contaminacin al medio ambiente

Requisitos fundamentales

Para lograr esos propsitos los sistemas de aire acondicionado,deben cumplir los siguientes requisitos fundamentales:

Proveer una adecuada climatizacin para satisfacer las necesida-

des de confort de las personas, con una aceptable calidad del aire

interior.

Estar diseados de la manera mas simple y econmica, con el

mnimo consumo energtico.

Brindar una alta confiabilidad de operacin y funcionamiento. Emplear materiales y equipos de alta calidad y tecnologa proba-

da, de larga vida til, que cuenten con service y una segura pro-

visin de repuestos en plaza.

Contar con espacios adecuados para acceso, desmonte de elemen-


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Sistemas de Aire Acondicionado - Nstor Quadri 10

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10

Fig. 1.1: Esquema de un sistema central de aire acondicionado

1. Caldera2. Quemador3. Tablero elctrico4. Bomba circuladora agua caliente5. Unidad enfriadora de agua6. Bomba circuladora de agua fra7. Pleno de mezcla con persianas de regula-

cin de aire de retorno y aire nuevo8. Batera de filtros de aire9. Batera de refrigeracin por agua fra

10. Batera de calefaccin por agua caliente11. Humectador por batera de vaporizacin

12. Ventilador centrfugo de impulsin de aire13. Trampas acsticas14. Conducto de alimentacin de aire15. Conducto de retor-no de aire16. Torre de enfriamiento17. Persiana fija de toma de aire exterior18. Rejas de alimentcin19. Difusores de aire20. Reja de retorno21. Conducto de toma de aire exterior22. Chimenea de calefaccin23. Bomba de condensacin


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tos y reparaciones, a fin de simplificar las tareas de mantenimien-

to.

Disponer con lugares y elementos necesarios para el montaje enel caso de futuras ampliaciones, de modo que puedan realizarse

con la mnima obra civil.

Tener sistemas de supervisin y operacin eficientes, mediante

elementos de control automticos.

No afectar el medio ambiente ni generar contaminacin o ruidos

molestos ya sea en el exterior como en los locales acondicionados.

Sistema tpico de aire acondicionado

En la figura 1.1, se detalla una instalacin tpica de aire acon-dicionado para confort, que consiste en una unidad para el trata-miento del aire del tipo central, que esta alejada del espacio quese acondiciona y el aire llega al mismo, distribuido por una red deconductos que sirve tanto para refrigerar como para calefaccionar.A estos sistemas se los denomina todo-aire.

Son cuatro los elementos importantes que constituyen el sistema:

Equipo de tratamiento de aire Sistema de circulacin y distribucin

Planta de refrigeracin

Planta de calefaccin

El tratamiento del aire se efecta en recintos que se denomi-nan unidades de tratamiento o manejadoras de aire (Air Handlers)o tambin denominadas fan-coil centrales como se muestra en lafigura 1.2 en los cuales se obliga al aire a cumplir varios procesos

que comprenden su limpieza, refrigeracin, deshumidificacin, ca-lentamiento y humidificacin. Se utilizan en general sistemas detratamiento del aire compactos modulares, elaborados en fbricaen gabinetes de chapa, construdos en unidades del tipo integral,capaces de contener todos los elementos necesarios.

Plantas de generacin

Los sistemas de refrigeracin que se utilizan son:

Por compresin

Por absorcin

La principal de ellas, utiliza el principio de la compresin mec-nica de los gases y su elemento bsico es el compresor del tipo al-

Captulo 1: Principios Bsicos 11


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9

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Figura1.

2:Unidaddetratamientodeaire(AirHandle

r)

8.

Humectadorpo

rvaporizacin

9.

Juntasdelona

oplstico

10.

Ventiladorcent

rfugo

11.

Motorelctrico

12.

Poleasycorrea

s

13.

Baseantivibrat

oria

14.

Aislacionestrm

icas

15.

Conductodeal

imentacin

REFER

ENCIAS:

1.

Conductoderetornoconpersianaregulable

2.

Conductodetomadeaireexter

iorconpersianaregulable

3.

Ple

nodemezcla

4.

Baterasdefiltros

5.

Serpentnderefrigeracin

5.Bateaderecoleccindeconden

sado

6.

Serpentndecalefaccin

7.

Per

sianadeby-pass


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ternativo o a pistn que se utiliza en la gran mayora de los casos,emplendose tambin, en pequeas instalaciones y equipos com-

pactos compresores rotativos o tipo espiral llamados scrolly en lasgrandes, compresores axohelicoidales llamados a tornillo o del tipocentrfugo, conformando unidades enfriadoras de agua.

La mquina de absorcin es otro tipo de unidad enfriadora deagua que se utiliza tambin en las grandes instalaciones de acon-dicionamiento. Esta mquina requiere la presencia de una plantageneradora de vapor o una fuente de calentamiento equivalente yadems todo un sistema de caeras de condensacin, con torre deenfriamiento.

Para calefaccin, se requiere una caldera que puede funcionarcon agua caliente, que enva el fluido termodinmico a la bateraubicada en el equipo de tratamiento, mediante caeras y bombascirculadoras. Otra forma consiste en al utilizacin en forma directade una batera calefactora a gas natural o elctrica. Asimismo seutiliza para calefaccin la bomba de calor invirtiendo el ciclo delmismo sistema de refrigeracin.

Funciones bsicas a cumplir por los sistemasEl propsito en los sistemas de confort es crear condiciones

atmosfricas que conduzcan al bienestar, como el caso de vivien-das, oficinas, comercio, restaurantes, salas de fiestas, hospitales,teatros, etc., mientras que en los industriales es el de controlar lascondiciones atmosfricas para satisfacer los requisitos particularesde los procesos. Para lograr esos objetivos se detallan las funcio-nes bsicas a realizar:

Enfriamiento y deshumectacinEn verano para lograr el confort en los locales, es necesario en-

friar y adems, deshumidificar el aire, porque el porcentaje de hu-medad relativa aumentara en forma considerable, provocando unasensacin de molestia y pesadez. Esta funcin se efecta en unproceso nico y simultneo por medio de un serpentn o batera deenfriamiento en las cuales se absorbe el calor sensible y tambinel calor latente del aire, por efecto de la condensacin sobre susuperficie del vapor de agua que contiene, debido a que se lo enfrapor debajo de su punto de roco.

De esa manera, en el serpentn disminuye tanto la temperatu-ra como la humedad absoluta del aire que lo atraviesa. En instala-ciones industriales que se requiere gran precisin puede aplicarse



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un sistema separado empleando para la deshumectacin agentesabsorbentes como la silica-gel.

El serpentn puede consistir en el mismo evaporadordel circui-to frigorfico, que est vinculado con una unidad condensadora, lla-mndose a estos sistemas de expansin directa o trabajar conagua fra proveniente de una unidad enfriadora de agua, constitu-yendo los denominados sistemas de expansin indirecta.

Calentamiento y Humectacin

En invierno, por el contrario, para lograr confort es necesariocalentar y humidificarel aire. El calentamiento del aire se efecta

por medio de una batera agua caliente o eventualmente vapor, vin-culadas con caeras a una planta de calderas o intercambiadores agas o elctricos.

Para las aplicaciones de confort en instalaciones de agua fra sesuele emplear para calentamiento, la misma batera que se usa pa-ra refrigerar haciendo circular agua caliente por la misma en la pocade invierno, como forma de simplificar, pero con menores prestacio-nes de regulacin, dado que solo se puede enfriar o calentar enforma independiente y separada. En sistema de expansin directatambin se puede emplear la misma batera haciendo funcionar elsistema en el ciclo de bomba de calor.

Por otra parte, si se calienta el aire sin agregarle humedad, lahumedad relativa disminuye, provocando el resecamiento de lasmucosas respiratorias, con las consiguientes molestias fisiolgicas.La funcin de humectacin, se ejecuta en invierno en el humecta-dor que debe colocarse despus de la batera de calefaccin dadoque el aire mas caliente tiene la propiedad de absorber mas hume-

dad.Existen aparatos que evaporan el agua contenida en una ban-

deja, por medio del calentamiento de una resistencia elctrica detipo blindado o recipientes con electrodos sumergidos, que soncontrolados por medio de un humidistato de ambiente o de con-ducto. En los casos de grandes instalaciones, se recurre a baterashumidificadoras que incorporan al aire,agua finamente pulverizaday como cumplen adems una funcin de limpieza, suelen llamarsetambin lavadores de aire.

Para instalaciones de confort la funcin de humectacin gene-ralmente se realiza solamente en climas secos y fros, no as en cli-mas templados y hmedos teniendo en cuenta que las personasaportan una cierta cantidad de humedad en el ambiente y de he-cho, los equipos estndar de confort, no vienen provistos de dispo-



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sitivos de humectacin incorporado. Sin embargo, debe cumplirsela funcin de humectacin en climas secos o cuando se requiera en

instalaciones industriales o especiales un tenor de humedad relati-va controlada.

Ventilacin

La funcin de ventilacin, consiste en la entrada de aire exte-rior, para renovar permanentemente el aire de recirculacin del sis-tema en las proporciones necesarias a fin de lograr un adecuadonivel de pureza, dado que como resultado del proceso respiratorio,se consume oxigeno y se exhala anhdrido carbnico, por lo que

debe suministrarse siempre aire nuevo a los locales para evitar quese produzcan viciamientos y olores.

Adems, en los nuevos edificios se producen emanaciones demateriales y elementos, los que sumados a los problemas de sucie-dades y falta de mantenimiento contribuyen a la contaminacin delaire ambiente interior, constituyendo el denominado sndrome deledificio enfermo, por lo debe proyectarse una entrada de un ade-cuado caudal de aire nuevo exterior para lograr mantener la cali-dad del aire del interior de los locales.

El aire nuevo del exterior del edificio o aire de ventilacin pene-tra a travs de una reja de toma de aire en un recinto llamadople-no de mezcla, donde se mezcla el aire nuevo con el aire de retor-no de los locales, regulndose mediante persianas de acciona-miento manual o automtico. Los puntos de toma de aire exteriordeben ser seleccionados con cuidado para lograr el mximo depureza, evitando colocarlos cerca de cocinas, baos, garajes, etc.y en lo posible a 1 m como mnimo del piso para evitar la entrada

de polvo.

Filtrado

La funcin de filtrado, consiste en la limpieza del aire y se cum-ple en la batera de filtros, quitndole al aire circulante el polvo, im-purezas y partculas en suspensin y el grado de limpieza a logrardepende del tipo de instalacin de acondicionamiento a efectuar.

El filtro es el primer elemento a instalar en la circulacin del aireporque no solo protege a los locales acondicionados sino tambinal mismo equipo de acondicionamiento. En las instalaciones comu-nes de confort se emplean filtros que normalmente son del tipomecnico, compuestos por substancias porosas que obligan al aireal pasar por ellas, a dejar las partculas de polvo que lleva en sus-pensin, pero que no son capaces de eliminar totalmente las impu-



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rezas de pequeo dimetro y mucho menos los humos, olores ogrmenes que pueda haber presente.

En general son de dos tipos bsicos:

Microfibras sintticas: en paneles de armazn metlicos ode cartn.

Metlicos: de alambre con tejido de distinta malla del tiposeco o embebidos en aceite. Se utilizan generalmente mallasde acero o de aluminio

En instalaciones industriales o en casos particulares que lo

requieren se suelen emplear filtros especiales del tipo de alta efi-ciencia, absolutos, electrostticos, etc. o carbn activado o lmpa-ras germicidas para microbios o bacterias.

Circulacin del aire

La funcin de circulacin es necesaria dado que siempre debehaber un cierto movimiento de aire en la zona de permanencia conel fin de evitar su estancamiento, sin que se produzcan corrientesenrgicas que son perjudiciales, especialmente en invierno. Porotra parte, es muy importante un buen barrido del aire que circu-la en los locales, dado que ello contribuye a la calidad del aire inte-rior, en virtud que contiene aire nuevo de ventilacin cuya funcines la de diluir los contaminantes del local

El proceso de su circulacin y distribucin, se efecta median-te ventiladores del tipo centrifugo, capaces de hacer circular loscaudales de aire necesarios, venciendo las resistencias de frota-miento ocasionadas por los conductos de distribucin, rejas, y los

propios elementos de la unidad de tratamiento de aire como serpersianas, serpentines, filtros, etc., con bajo nivel de ruidos.

En los equipos destinados a pequeos locales como el acondi-cionador de ventana o el fan-coil individual, el aire se distribuyedirectamente mediante rejas de distribucin y retorno incorporadosen los mismos. Pero en equipos de cierta envergadura que abaste-ce varios ambientes o recintos amplios debe canalizrselos pormedio de conductos, generalmente construidos en chapa de hierrogalvanizado, convenientemente aislados, retornando mediante re-

jas y conductos a las unidades.En los ambientes, la inyeccin del aire se realiza generalmente

por medio de rejas sobre paredes o difusores sobre los cielorrasosy el retorno se efecta por rejas colocadas adecuadamente en loslocales, con el objetivo de conseguir un mnimo movimiento de aire



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en la zona de vida del local en cuestin, que se encuentra en unplano ubicado a 1,50 m sobre el nivel del piso.

Requisitos particulares

Los sistemas deben cumplimentar los siguientes requisitos par-ticulares:

Simpleza de instalacin

El tiempo de montaje del equipamiento de aire acondicionado

se hace cada vez mas breve, en concordancia con los que insumela moderna tecnologa de la construccin de los edificios, por lo queel diseo debe ser simple y en lo posible con equipos modulares defabricacin seriada, que permitan una fcil y rpida instalacin, te-niendo en cuenta adems que muchas veces se deben colocar enedificios existentes.

El tamao de los equipamientos juega un papel importantepara facilitar el montaje, de ese modo, la unidad de tratamiento deaire para todo el ao que fuera descripta en la figura 1.2, se utili-

za generalmente para servir a grandes espacios o unidades edili-cias y se arma en forma modular en partes constitutivas de gabi-netes metlicos y sus dimensiones estn determinadas por la velo-cidad del pasaje del aire a travs de las partes componentes. Porejemplo, los filtros trabajan con velocidades v de 100m/min demodo que un equipo de 50 toneladas que requiere aproximada-mente un caudal de aire de circulacin Cde 500 m3/ min necesita-r un rea transversal de filtrosA (m2) de:

De modo que las dimensiones de la batera de filtros si se colo-ca transversalmente podra ser de 2 x 2,5 m conformado una es-tructura metlica mediante paneles de filtros de 50 x 50 cm.

Si bien se puede reducir la superficie transversal colocando losfiltros en V o doble V, el tamao de los filtros constituyen uno de losfactores que influyen sobre el diseo de las unidades de tratamien-to de aire centrales, dado que si las dimensiones son elevadas seincrementan los problemas de montaje traslado, espacios, etc. Porotra parte, las dimensiones de conductos de salida se hacen muygrandes, si se considera una velocidad de descarga del ventilador v


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m min

m min m= = =

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32

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de 500 m / min, el conducto de salida debe tener una seccin de:

Por ello, puede considerarse este caudal de 500 m3/ min el lmi-te prctico mximo de diseo de una unidad central de tratamien-to de aire. Se deduce de lo indicado que en grandes instalacioneses conveniente subdividir las unidades de tratamiento de aire enequipamientos mas compactos y de menores dimensiones, conmas flexibilidad de operacin.

Control automtico

En el proyecto de estas instalaciones se requiere el funciona-miento completamente automtico, con una operacin programa-da, contando con instrumental de medicin y salidas sealizadasde alarma. Se emplean bsicamente termostatos que comandan elfuncionamiento de los equipos y humidistatos para el control de lahumedad.

El sistema de control constituye uno de los aspectos primordia-les a considerar, dado que si bien el diseo de la instalacin seefecta en funcin de las condiciones mas desfavorables o crticas,el sistema debe actuar correctamente adaptndose a todas lasvariables climticas y de utilizacin que se requieren, especialmen-te en el caso de necesidades reducidas o parciales.

Los equipos deben funcionar en secuencia, con sistemas quepermitan permutar automticamente el orden de funcionamientoen lapsos de operacin predeterminados, retardo de arranque, re-

posicin automtica en caso de corte de suministro elctrico, trans-misin de alarmas de fallas, etc.

En grandes edificios, es conveniente adoptar un sistema degestin integral del tipo inteligente, que posibilite la operacin yregulacin de todas las instalaciones en forma centralizada, con unprograma orientado hacia la reduccin del consumo energtico, ascomo una disminucin de los costos de mantenimiento. De esamanera, se logra el control directo de cada uno de los parmetrosde la instalacin, proporcionando en tiempo real la informacin delo que est pasando en el edificio, pudindose adems de regularlos parmetros de funcionamiento, efectuar el control de la ilumi-nacin, bombas de agua, etc.

Deben analizarse las posibilidades de integrar los sistemas desupervisin en la medida que se vayan ampliando, con la factibili-


A C

v

m min

m min m= = =

500

5001

3

2

/

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dad de concentrar el comando operacional de varios edificios enreas de supervisin.

Consumo energticoEl costo que actualmente representa la energa elctrica es de

vital importancia en una especialidad como el aire acondicionadoque requiere un elevado consumo, por lo que su reduccin consti-tuye una de las premisas bsicas en los criterios de diseo. Paraello, existen numerosas tecnologas y medios de aplicacin, que secentran fundamentalmente en el ajuste de las necesidades, la uti-lizacin de fuentes de energa no convencionales, el incremento de

la eficiencia y la recuperacin de la energa residual, independien-temente de utilizar equipos de alto rendimiento.

Debe tenerse en cuenta en los proyectos la adecuada zonifica-cin y el fraccionamiento de los equipamientos a fin de adaptar laproduccin de aire acondicionado a la demanda de calor del siste-ma en la magnitud y momento que se produce, parcializando lasunidades productoras con objeto de conseguir en cada instante elrgimen de potencia mas cercano al de mximo rendimiento.

El adecuado uso del aislamiento trmico constituye un elemen-to fundamental, dado que ello implica mquinas de aire acondicio-nado mas pequeas con un consumo energtico menor durante to-da la vida til del edificio y la eleccin del aislamiento para los ce-rramientos e instalaciones deben hacerse en la fase inicial del pro-yecto y los relativos mayores costos para su realizacin, se venampliamente compensados por los beneficios en trminos energ-ticos que se obtienen.

Por otra parte, en los edificios de oficinas o comercios, es indis-

pensable la adopcin de soluciones arquitectnicas que tiendan ala reduccin del consumo energtico teniendo en cuenta la radia-cin solar y una adecuada especificacin de aventanamientos parareducir infiltraciones de aire y un aumento en la eficiencia en elconsumo de iluminacin.

En el transcurso de un ao de funcionamiento del sistema declimatizacin existen perodos de tiempo en los cuales las caracte-rsticas del ambiente exterior del edificio son favorables para la cli-matizacin mediante el ingreso de aire exterior, utilizando un sis-tema economizador denominado comnmente free-cooling se lograreducir el uso de equipos de refrigeracin y calefaccin, especial-mente en la poca intermedia.

La utilizacin del ciclo bomba de calorpara calefaccin es reco-mendable en lugar de resistencias elctricas y el empleo del gas



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natural para refrigeracin con unidades enfriadoras de agua ope-rando con el ciclo de absorcin constituye una alternativa a consi-

derar.Otras formas de ahorrar energa consisten en el aprovechamien-to del calor de condensacin que los equipos frigorficos desprendenen su funcionamiento la que puede ser empleada para otros servi-cios o zonas fras del edificio o tambin el almacenamiento de ener-ga enfriando agua o produciendo hielo en las horas de la nochecuando la tarifa energtica es mas econmica y que permite ademsrecortar los picos trmicos diarios, pudindose reducir de esa mane-ra, el tamao de los equipos acondicionadores.

Se puede mencionar adems, el aprovechamiento de los gasesde escape de los generadores elctricos en una tcnica que se de-nomina cogeneracin y otra aplicacin muy importante como es elpreenfriamiento o precalentamiento del aire exterior que se ingre-sa para ventilacin mediante la utilizacin de elementos denomi-nados recuperadores de calordel aire de expulsin de los localesacondicionados.

Dispositivos de seguridad

Deben proyectarse enclavamientos de seguridad, no solo paraproteger la instalacin propiamente dicha, sino tambin para laspersonas y los mismos edificios de posibles siniestros, por lo quese requiere que en el diseo de las instalaciones se establezcanpautas de proteccin en caso de incendios, averas elctricas omecnicas, etc. A tal efecto, la instalacin debe ajustarse a lo dis-puesto por la Reglamentacin de la Ley de Higiene y Seguridad enel Trabajo en nuestro pas.

Confiabilidad de funcionamientoEn instalaciones de aire acondicionado para usos industriales

donde la premisa bsica es la de continuidad del servicio, se debeprocurar en el diseo alcanzar un alto grado de confiabilidad, ins-talndose equipos de reserva con una redundancia (n+1) y subdi-vidiendo los sistemas para asegurar en todo momento el serviciode aire acondicionado de modo de que siempre exista un equipo dereserva disponible y expectante para solucionar cualquier inconve-niente en forma automtica.

Debe preverse tambin las fallas de los equipos asociados a lasinstalaciones, tales como los elementos de suministro de energa ymuchas veces este criterio se aplica tambin a instalaciones de con-fort, como el caso de oficinas cerradas donde por lo menos el sis-



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tema de ventilacin debe ser asegurado.En los equipos estndar de acondicionamiento de confort por su

caracterstica de aplicacin y funcionamiento, sus componentes sedisean para un trabajo de aproximadamente 1200 horas en formaintermitente, para una vida til de 10 a 15 aos. En el caso de lasinstalaciones de aire acondicionado industriales, muchas vecesdeben funcionar en forma completamente automticas durantetodos los das del ao, por lo cual los equipos deben ser de tipoespecial, debindose proyectar, de modo que siempre el servicioest disponible ante cualquier falla de algn elemento.

Las caractersticas particulares que requieren esas instalaciones

son que sean confiables y capaces de mantener niveles precisos detemperatura y humedad, siendo de vital importancia la limpieza delaire y su adecuada distribucin. Por ello, se han desarrollado siste-mas de aire acondicionado standard del tipo industrial, denomina-dos de precisin, para diferenciarlos de las instalaciones destinadasal confort de las personas, diseados para el control simultneo detemperatura, humedad, distribucin del aire y limpieza, durante las24 horas del da y los 365 das del ao, lo que representa 8700horas ininterrumpidas de funcionamiento, con una vida til de 20aos.

Facilidad de ampliacin

Muchas veces los edificios se construyen en etapas, previendoun ritmo de ampliacin determinado. Por ello, normalmente los sis-temas de aire acondicionado deben ir acompaando esas amplia-ciones, por lo que deben estar concebidos de modo que en formasencilla y sin grandes obras civiles y con prevencin de espacios,

puedan incrementar su capacidad para satisfacer las mismas.

Mantenimiento mnimo

La tendencia actual en la industria consiste en concentrar lasactividades de mantenimiento en centros especiales, dejando inclu-so los edificios sin personal permanente. Por lo tanto, el manteni-miento del acondicionamiento del aire debe estar diseado de mo-do de limitarlo a ciertas rutinas peridicas que no exijan entrena-miento especial por parte del personal de operacin.

Debe considerarse que el equipamiento debe tener un espaciorazonable de acceso para efectuar su mantenimiento y reparacin.Se deben contar con manuales de operacin y mantenimiento y losequipamientos a instalar deben ser de marcas acreditadas que cuen-ten con garanta, repuestos y un adecuado servicio de post-venta.



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Preservacin del medio ambiente

Proteccin de la atmsfera

Las substancias conocidas como clorofluocarbonos (CLFC) queconstituyen los refrigerantes normalmente utilizados como el F-12;F22 o F11 en aire acondicionado se demostr que afectaban la capade ozono. Actualmente se utiliza el R134a en reemplazo del F-12 yel R407c en reemplazo del R-22, aunque este ltimo puede usarsehasta el 2020. El F11 fue sustituido por el R 123 y algunos mode-los de mquinas centrifugas que lo utilizaban se redisearon para

funcionar con R134a.Por otra parte, el calentamiento global es otro aspecto que pre-

ocupa no solo por el efecto de los refrigerantes en la atmsfera,sino fundamentalmente por el nivel de rendimiento de los equiposque al consumir mas combustibles que lo necesario generan mayorcantidad de anhdrido carbnico que es el causante principal delproblema. En instalaciones de calefaccin debe verificarse el nivelde polucin de los gases de combustin a la atmsfera no debin-

dose utilizar dispositivos de calentamiento que eliminen los gasesde combustin en los ambientes dado que generan anhdrido car-bnico y vapor de agua y eventualmente monoxido de carbono quees muy peligroso.

Nivel de ruido y vibracin

Debe considerarse como premisa fundamental que la instala-cin no provoque ruidos que puedan originar molestias a los veci-

nos, debindose tomar todas las precauciones en los proyectos demodo de evitar las propagaciones de los mismos y de todo tipo devibracin que pudiera producirse. Para ello, deben cumplimentarselas reglamentaciones vigentes en esta materia, de modo de no su-perar los niveles de ruidos admisibles en los lugares de emplaza-miento ni originar vibraciones excesivas y en la Tabla 1.1 se inclu-ye a modo de ejemplo, los requisitos establecidos por la OrdenanzaN 39025 del Digesto Municipal de la Ciudad de Buenos Aires.

Por otra parte, es indispensable evitar los ruidos molestos quepuede provocar la propia instalacin en el interior de los locales enel diseo de los equipamientos. Deben ejecutarse bases o apoyosantivibratorios y juntas flexibles para evitar la propagacin devibraciones del ventilador al gabinete y la red de conductos res-pectivamente y si la velocidad de descarga del aire del ventilador



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es excesiva, debe instalarse trampas acsticas en red de conduc-tos y en los equipos compactos autocontenidos, los compresores

deben montarse sobre sustentaciones elsticas.


DIGESTO MUNICIPAL DE LA CIUDAD DE BUENOS AIRES

SECCION 5

De los ruidos y vibraciones

AID 500.46

5.1. DE LOS RUIDOS Y VIBRACIONES PROVENIENTES DEFUENTES FUAS

5.1.1. De los niveles de ruidos provenientes de fuen-tes fijas

5.1.1.1. Limitaciones

El mximo nivel de ruido admisible que trasciendadentro de edificio afectado ser medido a partir de 45 dB(A), que se adopta como criterio bsico de nivel sonoro y aeste valor se aplicarn las correcciones quo corresponda,segn los mbitos, las horas, los das y las caractersticasde ruido, de acuerdo a las tablas siguientes:

a) Correcciones por horas y das:

Horas y diasCorreccin al criterio

bsico en dB (A)Entra las 6 y 22 hs. 0Entra las 22 y 6 hs.Sbado por la tarde ydomingos y feriados 10

b) Correcciones por rnbito de percepcin:

Ambitode Percepcin

Correccin al criteriobsico en dB (A)

Hospitales, establecimientosasistenciales, de reposo ogeritricos 0Residencial opredominantementeresidencial +10Comercial, financiero oadministrativo +15Predominantementeindustrial +20

e) Correcciones por caractersticas de ruido:

Caractersticasdel ruido

Correccin al criteriobsico en dB (A)

Con notas predominantes 5Impulsivos 5Mixtos 5

5.1.1.2. Procedimiento de medicin

La medicin de los ruidos se har en escala dB (A)lenta en Leq en dB (A) y a 1,20 m por encima del suelo y

en el centro del lugar receptor con sus puertas yventanas abiertas en horas de descanso.

5.1.1.3. Instrumento de medicin

Las mediciones deben efectuarse por un medidorde nivel sonoro capaz de medir el intervalo de 30 dB (A) a120 dB (A).

5.1.1.4. Deteccin de excesos sobre el nivel acep-table de ruidos

Cuando en un punto cualquiera dentro del perme-tro de la Capital Federal las mediciones de ruido superen

los lmites fijados en 5.1.1.1. la autoridad de aplicacinrealizar estudios para establecer las fuentes de emisincausantes del nivel de ruido no admitido.

5.1.2. De las vibraciones provenientes de fuentes fijas

5.1.2.1. Limitaciones

El limite mximo permisible de trascendencia devibraciones dentro del domicilio afectado no podr excederde 0,01 m/seg2de aceleracin, medido en su valor eficaz.

5.1.2.2. Procedimiento de medicin

La medicin debe realizarse en el Punto en el cuales perceptible el efecto de la vibracin o percusin.

5.1.2.3 Instrumento de medicin

El instrumento de medicin deber ser vibrmetro queconste de:

-Un (1) elemento de captacin-Un (1) dispositivo de amplificacin-Un (1) indicador o registrador que provea los va-

lores medios.-Filtros para poder limitar la gama de frecuencia.

Tabla 1.1 Ordenanza Municipal N 39025


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Condiciones de funcionamiento de los equipamientos

En la mayora de los casos los equipamientos o elementos sondiseados para soportar las condiciones climticas predominantesen el lugar donde se encuentran instalados. Los equipos deben ins-talarse en locales libres de substancias mecnicamente activastales como arena, polvo, humo, etc., de modo que no se depositensobre los elementos componentes o instrumentales, substanciasque puedan ser conductoras de electricidad o abrasivas.

Cuando la instalacin est expuesta a condiciones exterioresdonde existan gases corrosivos, holln, aire salitroso, emanaciones

o suciedades en el aire poco usuales deben establecerse materia-les y diseos adecuados de los equipamientos.

Clasificacin general de las instalaciones

Las instalaciones de aire acondicionado se pueden clasificarsegn los siguientes criterios:

Por su misin

Por la estacin en que actan Por su instalacin

Por el tipo de equipamiento

Por el tipo de sistema

Por su misin

Se puede considerar:

Para confort Para procesos industriales

El propsito de los sistemas de acondicionamiento para el confortes de crear condiciones atmosfricas que conduzcan a la buenasalud, el bienestar y el rendimiento. Los sistemas utilizados en el ho-gar, oficinas, supermercados, restaurantes, salas de fiestas, espec-tculos, sanidad, educacin, etc., son de este tipo.

La funcin de los sistemas de acondicionamiento industriales es

de controlar las condiciones atmosfricas de modo que satisfaga losrequisitos de ciertos procesos industriales o cientficos.

Por la poca del ao

Se pueden mencionar los siguientes:



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Invierno

Verano

Para todo el aoTanto las instalaciones solo de verano o de invierno, son incom-

pletas y no constituyen un verdadero sistema de aire acondiciona-do. Los sistemas de invierno suelen basarse en el calentamiento,con filtrado y aportacin de aire nuevo con la posibilidad de venti-lar en verano y en pocas intermedias y generalmente se deja pre-vista la instalacin para el montaje futuro de la parte de fro en for-ma sencilla, sin grandes modificaciones.

Para ello, puede recurrirse a una central de produccin de aguacaliente, efectundose la circulacin del agua mediante caeras ybombas a serpentines situado en una o varias unidades de trata-miento de aire, dejando los espacios preparados para la futura cen-tral de fro. Otra forma es calentar directamente el aire en inter-cambiadores a gas, electricidad, etc., con la adicin a estas unida-des de un sistema de humectacin y regulacin de temperatura yhumedad para completar la instalacin.

Los sistemas de verano suelen basarse en la utilizacin de equi-

pos individuales o compactos con el objetivo de refrigerar y deshu-mectar el aire, complementado con un sistema de calefaccin inde-pendiente, mediante estufas, radiadores, etc. Estos equipamientosestn diseados para funcionar solo en verano y solo en invierno,y sin un adecuado control en las pocas intermedias.

Los sistemas de aire acondicionado en realidad deben serparatodo el ao, constituyendo un conjunto integral completos y suobjetivo es el mantener las condiciones requeridas en los locales a

lo largo de cualquier estacin, por lo que se requiere contar conuna fuente de calor y fro disponible en todo momento.

Por su forma de instalacin

Las instalaciones segn su instalacin pueden ser de los siguien-tes tipos:

Central

Semicentral

Individual

En las instalaciones del tipo central, la planta de calefaccin orefrigeracin se ubica en un lugar del edificio, denominado sala demquinas, sirviendo a todas las zonas del edificio. En las del tiposemicentral, se emplean equipos de calefaccin o refrigeracin pe-



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ro de uso totalmente independiente por piso o departamento y enlas individuales, se utilizan unidades por local como equipos auto-

contenidos o estufas.Los sistemas centrales tienen ventajas tcnicas con respecto alos semicentralizados o individuales, entre las que se pueden men-cionar:

Climatizacin mas uniforme del edificio

Ocupan menos espacios tiles

Menores redes de distribucin de energa

Mas econmicos

Mejor rendimiento trmico Mayor durabilidad

Sin embargo, en el caso especfico de instalaciones de departa-mentos en propiedad horizontal o edificios con oficinas individua-les, el usuario con las instalaciones semicentrales o individualestiene dos ventajas bsicas en el uso que son:

Supedita el funcionamiento de la instalacin a sus propias necesi-

dades y usos particulares.

Asegura sus propios gastos de operacin y mantenimiento.

Por el tipo de equipamiento

Segn los tipos de equipamientos a emplear para el ciclo de re-frigeracin se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Sistemas de expansin directa.

Sistema de expansin indirecta o agua enfriada.

En los sistemas de expansin directa, el refrigerante enfra direc-tamente el aire que se distribuye a los locales en los serpentines delos equipos, constituyendo la manera mas efectiva de lograr el obje-tivo de enfriar y deshumectar el aire, dado que se logra el intercam-bio directo con el refrigerante.

En los sistemas de expansin indirecta, se los suele denominarde agua enfriada porque una enfriadora de lquidos enfra un refri-gerante secundario como el agua, el cual es distribuido en formaadecuada a unidades terminales ubicadas en los locales, denomi-nadas fan-coil (ventiladorserpentn), inductores o a unidades detratamiento de aire centrales denominadas manejadoras de aire ofan-coil centrales que son las que a su vez enfran el aire que secirculan en los locales.



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Equipos de expansin directa

AutocontenidosSe definen los equipos autocontenidos a aquellos que renen en

un solo mueble o carcaza el compresor, evaporador y todas las ope-raciones requeridas para el funcionamiento del aire acondicionado.

Exteriores:

Acondicionador de aire individual de ventana o muro.

Acondicionador de cubierta o techo (Roof-Top).

Interiores:

Acondicionador interior con condensador enfriado por aire incor-

porado (Wall Mounted).

Acondicionador interior con condensador remoto enfriado por aire

exterior.

Acondicionador interior con condensador enfriado por agua (torre

de enfriamiento).

Acondicionador interior individual con enfriamiento por agua

(WLHP).

Separados (Split)

Con seccin evaporadora individual y unidad condensadora se-parada, enfriada por aire:

Simple Split

Multi Split

VRV (volumen de refrigerante variable)

Con seccin evaporadora central y unidad condensadora sepa-rada, enfriada por aire

Equipos de expansin indirecta (agua enfriada)

Las unidades enfriadoras pueden ser por compresin mecnicao eventualmente por absorcin.

Se pueden mencionar:

Fan-coil Central(Unidad de tratamiento de aire) - Todo aire

Fan-coil Individual Todo agua

Equipos de Induccin Agua-aire

Techos fros Agua-aire



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Clasificacin por sistemas de aire acondicionado

Se pueden clasificar de acuerdo a los fluidos de distribucin delaire acondicionado en los locales en:

Sistemas unitarios o autnomos

Sistemas todo refrigerante

Sistemas todo aire

Sistemas todo agua

Sistemas aire agua

Los sistemas unitarios o todo refrigerante consisten en equipos

de expansin directa mientras que los todo agua o aire-agua utili-zan equipos de expansin indirecta o agua enfriada y los todo-aireemplean equipos de expansin directa o indirecta.

Unitarios o autnomos

Estos sistemas consisten en equipos compactos autocontenidosde expansin directa colocados en ventana, pared o los mismos

locales a servir, sin utilizacin de conductos o solo pequeos tra-mos de distribucin, empleando rejillas o plenos de distribucin deaire, tal cual se muestra en el esquema de la figura 1.3. Para cale-faccin se complementan normalmente estos equipos con bombade calor o resistencias elctricas y pueden ser:

Con equipos individuales de ventana o muro del tipo roof-top exte-

riores.

Con equipos compactos autocontenidos interiores.

Todo refrigerante (split-systems)

A los sistemas todo refrigerante se los conoce como sistemasseparados o split-systems consistiendo en unidades terminales enel espacio acondicionado, que constan de un serpentn de expan-sin directa con ventilador que recircula el aire del local, que esalimentado con refrigerante transportado por caeras desde unaunidad condensadora separada ubicada en el exterior. La calefac-

cin se realiza generalmente utilizando el mismos sistema median-te la bomba de calor y pueden consistir en:

Sistemas separados simples Split

Sistemas separados mltiples Multisplit

Sistemas VRV (volumen de refrigerante variable)



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UNIDAD AUTNOMA

COMPRESOR

CONDENSADOR VENTILADORSERPENTN

AIRESUMINISTRADO

AIRE DERETORNO

AIREEXTERIOR

LOCAL

Fig. 1.3: Esquema de un sistema unitario o autnomo

AIRE DERETORNO

AIREEXTERIOR

UNIDAD VENTILADORSERPENTIN(Fan Coil)

AIRESUMINISTRADO

LOCAL

Agua Caliente o Fradesde planta de acondicionamiento

Fig. 1.4: Esquema de un sistema todo agua


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Todo agua

El sistema todo agua es aquel en que en el espacio acondicio-nado hay unidades terminales, denominadas fan-coil individuales,que constan de un ventilador para circular el aire y un serpentnque se alimentan de agua fra por caeras y bombas desde unaunidad enfriadora de agua y por agua caliente desde una caldera,como se indica en el esquema de la figura 1.4. Pueden considerar-se segn la conexin de caeras en:

Dos tubos

Tres tubos Cuatro tubos

Todo aire

En estos sistemas el aire se prepara en un equipo unitario ounidad de tratamiento del aire con un serpentn de expansindirecta o agua fra que se ubica alejado de los espacios que seacondicionan y se utiliza solo el aire como fluido termodinmico

que llega a los locales, distribuido mediante un sistema de conduc-tos y que sirve tanto para refrigerar como para calefaccionar, talcual se detalla en la figura 1.5.

Pueden establecerse:

Sistemas de volumen constante

- Simple zona

- Multizona

Sistemas de volumen variable

Aire-agua

Son sistemas mixtos donde los locales acondicionado estn ser-vidos por unidades terminales ubicados dentro de los locales ysuministran el aire denominado secundario y el designado como

primario proviene de unidades o equipos de tratamiento de aireremotos, tal cual se seala en el esquema de la figura 1.6. El flui-

do que se utiliza es agua fra o caliente proveniente de la caldera yse pueden considerar:

Fan-coil individual con aire primario

Induccin

Techos fros con aire primario



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;y

;

;

y

y

;y

LOCAL

AIRE DERETORNO

AIRE SUMINISTRADOAparatos

de estacincentral

situados en

otro local

LOCAL

AIRESUMINISTRADO

AIRE DERETORNO

Aire Caliente o Fro

desde aparato deestacin central

Agua Caliente o

Fra de la plantade acondicionamiento

Fig. 1.6: Esquema de un sistema aire-agua

Fig. 1.5: Esquema de un sistema todo aire


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En la tabla 1.2 se resume la clasificacin general de los siste-mas de aire acondicionado.


Tabla 1.2 Clasificacin general de sistemas de aire acondicionado

Tipo deequipamiento

Equipos Caractersticas Sistemas

Individual de ventanao muro

UnitariosAutocontenidosexterioresenfriados poraire

Roof - top Unitarios otodo aire

Wall - Mountend

enfriado por aire

Unitarios o

todo aireCompacto central concondensacin exteriorseparada por aire opor agua

Unitarios otodo aire

Autocontenidos

Interiores

Compacto individualcon condensacinexterior separada poragua WLHP

Unitarios

Split - systems. TodorefrigeranteMulti-split Todo

refrigerante

Expansindirecta

Separados conunidades con-densadoras en-friadas por aire

VRV - volumen de re-frigerante variable

Todorefrigerante

Unidad de tratamien-to o manejadora deaire - Air Handlers oFan coil central.Distribucin a volumenconstante o volumenvariable

Todo aire

Fan-coil individual Todo aguaFan coil individualcon Unidades de tra-tamiento de aire- AirHandlers o Fan coilcentral para trata-

miento primario

Agua aire

Expansin

Indirecta

Induccin Agua-aire

Unidades enfri-adoras de agua,enfriadas poraire o agua

Techo fro Agua-aire


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CAPITULO 2

CONFORT TRMICO

Bases fisiolgicas para el acondicionamiento

El mantenimiento de un clima interior que sea satisfactorio

fisiolgica e higinicamente, es de vital importancia para el diseode una instalacin de aire acondicionado, destinado al confort am-biental de las personas. Para poder determinar la influencia de losfactores que afectan al bienestar, es necesario estudiar las relacio-nes que existen entre el hombre, su actividad y el ambiente en quevive.

Se puede definir el confort ambiental como un estado de satis-faccin del ser humano, respecto al medio en que vive, denomi-nndose ergonoma a la ciencia que estudia los problemas de adap-

tacin del hombre al ambiente. Las variables de las cuales depen-de esa sensacin de bienestar pueden ser:

Individuales

Ambientales

Las variables individuales del confort dependen de la caracte-rstica particular del ser humano y de muchos factores como ser elnivel de actividad, tipo de ropa, sexo, edad, estado de salud y para

su anlisis se debe considerar el intercambio de calor del cuerpohumano con el ambiente. En cambio, las variables ambientales es-tn relacionadas con las modificaciones a producir al clima del locala acondicionar y los parmetros bsicos que debe controlar un sis-tema de climatizacin, a fin de lograr el bienestar son la tempera-tura del aire y superficiales, la humedad relativa, el movimiento yla calidad del aire interior.

Metabolismo

Uno de los procesos biolgicos fundamentales del cuerpo hu-mano es el metabolismo, mediante el cual los elementos prove-nientes de los alimentos, como el carbono e hidrgeno, se combi-nan con el oxigeno absorbido por los pulmones, para producir el


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calor y la energa destinada a la realizacin de los trabajos inter-nos y externos que requieren energa mecnica. Estos esfuerzos

fsicos son voluntarios para el movimiento o involuntarios para larespiracin circulacin de la sangre, etc., constituyendo la porcinde energa mecnica consumida de un 5 a 25% segn el trabajorealizado y el resto de la energa es disipada al ambiente.

El cuerpo humano se comporta como una mquina trmica quetiende por si mismo a mantener en su interior una temperaturaconstante de aproximadamente 37C, utilizando un mecanismo deautorregulacin sensitivo y complicado, combinando varios mediosfsicos y qumicos, como la variacin de la cantidad de sangre

enviada a la periferia del cuerpo y la modificacin de la exudacinproducida por el organismo. De esa manera, si bien se logra com-pensar la variacin de la temperatura ambiente, se origina ciertaincomodidad desde el punto de vista trmico y por ese motivo, lasinstalaciones de climatizacin deben proporcionar las condicionesambientales aptaspara que el mecanismo de regulacin de la tem-

peratura del cuerpo funcione con el mnimo esfuerzo.

Balance energticoDebido al proceso metablico, es necesario que el cuerpo

humano disipe calor al ambiente, logrndose el estado ideal cuan-do hay un equilibrio entre la produccin de calor y la emisin, elque va a depender de diversos factores como por ejemplo, el tipode alimentos, actividad fsica, vestidos, edad, etc. Segn el mode-lo presentado por Fanger, un balance energtico ideal se basa enconsiderar que la energa calrica disipada por el cuerpo humano

debe ser igual a la generada por metabolismo, menos la energagastada por el trabajo mecnico, para mantener constante su tem-peratura interna, de modo que:

Q =M T

donde:

Q calor disipado por el cuerpo humano (kcal/h)M calor metablico (kcal/h)T energa calrica equivalente al trabajo mecnico (kcal/h)

Para poder analizar la cantidad de energa neta generada por elmetabolismo del cuerpo humano, se define el concepto de ser hu-mano tpico standard de la siguiente manera:



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Hombre adulto: peso 70 kg y altura 1,73m

Mujer adulta: peso 60 kg y altura 1,60 m

El hombre estndar promedio presenta un rea superficialdeaproximadamente 1,80 m2 y la mujer de 1,60 m2. La produccinde calor metablico por parte del ser humano crece en proporcina la intensidad de la actividad que desarrolla y cuando el cuerpo seencuentra en completo reposo, se produce el mnimo metabolismoque se denomina metabolismo basal, que es de aproximadamente40 kcal/hm2.

La unidad de medida del calor metablico es el met (metabolic

energy termal) que equivale a 50 kcal/hm2

y corresponde a unapersona sentada inactiva. La generacin de calor suele estar com-prendida entre 0,8 y 1,4 metpara las actividades normales en losespacios ocupados, pudiendo llegar hasta algo mas de 8 en el ca-so de actividades fsicas muy pesadas. En la tabla 2.1 se consignanalgunos valores establecidos por la ASHRAE:

Tabla 2.1: Valores de metabolismo en MET

para distintas actividades de las personas

La forma de que se vale el cuerpo humano para eliminar el calorremanente es la siguiente:

Conduccin: a travs de la piel y los vestidos del individuo.

Conveccin: desde la periferia de la piel al aire que la circunda.

Radiacin: mediante la emisin de calor del cuerpo a las superfi-

cies fras del entorno del local.

Evaporacin: por la exudacin de la piel y una pequea parte con-

tenida en el aire de respiracin.

Captulo 2: Confort Trmico 35

Actividad de las personas Metabolismo en MET(50 kcal/m2h)

Durmiendo 0,8Sentado inactivo 1De pie 1,2Trabajo de oficina 1,1 a 1,3Caminando despacio 3,2 km/h 2Caminando normal 4,8 km/h 2,6Caminado rpido 6,4 km/h 3,8Gimnasia 3 a 4

Baile 2,4 a 4,4Tenis 3,6 a 4,6Lucha 7 a 8Trabajos ligeros de taller 2 a 2,4Trabajo pesado de taller 3,5 a 4,5


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La disipacin total del cuerpo humano al aire del local puedeexpresarse mediante la siguiente expresin:

Q =R +C +Edonde:

Q Disipacin total del calor del cuerpo humano (kcal/h)R emisin de calor por radiacin (kcal/h)C disipacin de calor por conveccin (kcal/h)E disipacin de calor por evaporacin (kcal/h)

La cantidad de calor emitida por radiacin Ry conveccin C, esdel tipo sensible, mientras que el calor por evaporacin E, se tratade una forma de calor latente o hmedo. Con temperaturas nor-males, el 75% de la disipacin de calor del cuerpo humano es porradiacin y conveccin y el 25% restante por evaporacin de la piely una pequea parte por el proceso respiratorio.

Regulacin del calor del cuerpo humano

La regulacin de emisin de calor se efecta por medio de un

complicado proceso, cuyo objeto es mantener la temperatura delcuerpo en 37C, mediante un equilibrio entre la produccin y laemisin de calor al ambiente. Cuando este equilibrio se rompe, elorganismo humano pone en marcha en forma involuntaria meca-nismos naturales de regulacin, que tienden compensar esas per-turbaciones, para mantener la temperatura interna constante, quese dividen en dos partes:

Perifrico

CentralEl mecanismo de regulacin perifrico efecta el control de la

circulacin sangunea cerca de la piel, mediante un centro de rde-nes del cerebro, de modo que cuando desciende la temperatura delambiente comienza a disminuir la disipacin de calor del cuerpo,mediante la reduccin de la circulacin sangunea y en forma inver-sa, si la temperatura aumenta, se incrementa la emisin medianteun mayor flujo sanguneo.

La regulacin del calor perifrico es insuficiente por si solo, cu-briendo cierto margen de temperatura. De modo que, la regulacindel calor centraldel cuerpo aparece cuando la perifrico no es sufi-ciente, mediante el efecto de exudacin en caso de altas tempera-turas y tensiones musculares y escalofros si se producen bajastemperaturas.



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La regulacin de la emisin de calor por evaporacin, se produ-ce por glndulas de sudor del cuerpo de alrededor de 2.000.000

que normalmente producen lquido, pero si la regulacin perifricano es suficiente, se activan y si por ejemplo, durante un perodo degran actividad la transpiracin llega a 1 litros por hora, ello repre-senta considerando un calor latente de evaporacin de 600 kcal/kg,una disipacin de 600 kcal/h. De modo que el proceso de evapo-racin se incrementa en funcin del grado de actividad y tempera-tura el cuerpo y si pese a la exudacin no se logra compensar elcalor originado, empieza a aumentar la energa interna y cuando sellega a los 43C las consecuencias pueden ser letales.

En el caso contrario, si la temperatura desciende y no es sufi-ciente la regulacin perifrica, se reduce la circulacin sangunea ycomienza a actuar la regulacin central mediante el aumento de lastensiones musculares y si ello an no es suficiente, se producen losescalofros. Finalmente si pese a est ltimo mecanismo, la varia-cin de energa interna sigue siendo negativa, el cuerpo cesa suactividad y se produce el inevitable descenso de la temperaturainterna del mismo y cuando se alcanzan los 31C, las consecuen-cias pueden tambin ser mortales.

Vestimenta

La indumentaria del individuo juega un papel importante para elequilibrio trmico del cuerpo humano, dado que la misma tiene lafuncin de aislar trmicamente la transmisin de calor del cuerpo alambiente. La resistencia trmica del aislamiento de la vestimenta seexpresa en la unidad clo, prefijo de la palabra ingresa clotting que

significa vestido.

1 clo = 0,18 m2 hC/kcal

En general se suele tomar un valor de aislamiento global efec-tivo de la vestimenta de 0,5 clo para el verano y 1 clo para el in-vierno como los valores medios en el interior de los locales paraconjuntos de prendas para hombres y mujeres. Por ejemplo, seconsidera 0,5 clo una persona con pantalones livianos, camisas demanga corta y remera y 1 clo utilizando pantalones gruesos, cami-sa de manga larga y suter.

Condiciones del local

Las caractersticas del ambiente para lograr las condiciones de



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confort son muy importantes, si bien el cuerpo humano a causa desu mecanismo de regulacin mantiene el equilibrio trmico dentro

de un gran margen de variaciones. El confort trmico esta ntima-mente relacionado con las condiciones del clima del local a acon-dicionar y los parmetros bsicos que debe controlar un sistema declimatizacin, a fin de lograrlo son:

Temperatura del aire y superficiales

Humedad relativa

Movimiento del aire

Los mrgenes de temperatura dentro de los cuales la gente se

siente cmoda dependen adems, de gran parte de la ropa queusa, el grado de actividad fsica y el contenido de humedad de laatmsfera, pero para las personas ocupadas en actividades ligeras,los mrgenes de confort son los siguientes:

Invierno (ropaje normal) 1 clo: 18 - 23C

Verano (ropas livianas) 0,5 clo: 23 - 27C

El hecho de que los valores sean diferentes segn se trate deinvierno o verano se debe, al distinto ropaje y a las modificaciones

del metabolismo.

Temperaturas del aire y superficiales

La situacin de las personas en el ambiente juega un rol deter-minante en el equilibrio calrico, dado que si bien la temperatura delaire es el parmetro mas importante para lograr las condiciones deconfort, debe considerarse tambin la temperatura de las superfi-

cies del local que circundan al cuerpo humano, dado que afectan ladisipacin de su calor radiante.Las temperaturas superficiales no deben ser demasiado bajas

en invierno o altas en verano, debiendo estar en lo posible dentrodel entorno de la temperatura del aire del local, con una diferenciaque no supere los 5C y estas condiciones, generalmente se origi-nan en locales con grandes superficies vidriadas y muros o techoscon poco aislamiento trmico. Para el anlisis se adopta el prome-dio de las temperaturas superficiales del contorno de un local,

denominndose TRM o temperatura radiante media, pudiendo enforma simplificada calcularse con esta ecuacin:


TRM A t A t A t A t

A A A An n

n

= + + + +

+ + + +

1 1 2 2 3 3

1 2 3

L

L


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donde:

t temperaturas de las superficies que rodean el local, como

pisos, paredes, techos, superficie de calefaccin, etc. (C)A reas que rodean el local (m2).

Las temperaturas superficiales dependen del grado de aislacintrmico del elemento, por ejemplo se puede hacer un anlisis com-parativo de las mismas para un muro de albailera de espesor e:30 cm y otro de 15 cm, segn se detalla en la figura 2.1.

Muro de mampostera de ladrillos comunes de 0,30 m.

K coeficiente de transmitancia trmica 1,62 kcal/hm2C(Norma IRAM 11601)

Rsi resistencia superficial interna: 0,14 m2Ch/kcal

(Norma IRAM 11601)te temperatura aire exterior 0C

(para las condiciones de Buenos Aires)ti temperatura aire interior 20C

La cantidad de calor Qque se transmite por unidad de rea vale:

La temperatura de la cara interior del muro tpise deduce de:

por lo que:

O sea que en este caso la diferencia entre la temperatura delaire interior de 20C y la superficie de la pared es de 4,5C menorque 5C, que es el lmite aceptable.

Muro de mampostera de ladrillos comunes de 0,15 m.

K coeficiente de transmitancia trmica 2,30 kcal/hm2C(Norma IRAM 11601)

La cantidad de calor Qque se transmite por unidad de rea vale:

La temperatura de la cara interior del muro tpies de:


( )Q K t t kcal hm i e= = =1 62 20 32 4 2, , /

( )QR

t tsi

i pi= 1

( )t t R Q C pi i si = = = = 20 0 14 32 4 20 4 5 15 5 , , , ,

( )Q K t t kcal hm i e= = =2 3 20 46 2, /


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O sea que el muro estmas fro que el anterior, demodo que la diferencia con elaire interior es de 6,4C; ma-yor que 5C, siendo en invier-no menos confortable y en cli-mas exteriores mas severosdebe desecharse como cerra-miento exterior.

Humedad

Una gran parte del calor que posee el cuerpo humano se disipapor evaporacin a travs de la piel, favorecindose con una hume-dad relativa del aire baja y retardndose si es alta, por lo que lamisma ejerce una importante influencia en el confort y dems sen-saciones fsicas y en general la humedad relativa ideal para todo elao es del 50%. No es conveniente que la humedad relativa bajedel 30% dado que pueden producirse reacciones fisiolgicas perju-diciales por una sensacin de resecamiento de las mucosas respi-ratorias, sequedad en la piel, etc. pudindose originarse adems,descargas electrostticas en los locales por efectos de friccin.

Las humedades relativas por encima del 70% son an mas per-judiciales en los aspectos fisiolgicos de las personas, pudiendocausar nauseas debido a la reduccin de la capacidad de generarsudor del cuerpo, reacciones alrgicas y la modificacin de las cua-

lidades de muchas sustancias contenidas en el lugar como el cre-cimiento de microorganismos muy particularmente sobre los vesti-dos, muebles, etc. Adems, puede provocar la condensacin sobrelas paredes fras, favoreciendo la formacin de hongos, mohos, etc.

As, para invierno en las instalaciones de calefaccin es necesa-rio proceder a la humectacin para mantener la humedad relativacontrolada, dado que la misma tiende a disminuir cuando se produ-ce el calentamiento del aire.

En general en Buenos Aires no existen problemas dado que lahumedad relativa nunca disminuye del 30%, debido a que el climaexterior es sumamente hmedo y en general hay un aporte per-manente y constante de la humedad generada por las mismas per-sonas, sin embargo, en climas muy fros secos como los del sur de


( )t t R Q C pi i si = = = = 20 0 14 46 20 6 4 13 6 , , ,

;y

K

tpi

Rsi

ti

Q

e

te

Fig. 2.1:Transmisin decalor a travsde un muro demampostera


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nuestro pas, puede ser necesario incorporar vapor de agua al airede los locales.

En instalaciones de refrigeracin por el contrario, es imprescin-dible la deshumectacin, dado que no son tolerable humedades re-lativas altas, teniendo en cuenta que hay una ganancia permanen-te en el ambiente por las personas y el aire exterior de ventilacinmas hmedo incorporado al sistema.

Movimiento del aire

El movimiento del aire sobre el cuerpo humano incrementa la

proporcin de humedad y calor disipados con respecto a la quecorrespondera a un aire de reposo, dando lugar a variaciones enlas sensaciones de calor. Por ello, y especialmente en invierno, elmovimiento del aire no debe ser excesivo, admitindose una muypequea brisa alrededor del cuerpo cuando la temperatura y hu-medad alcanzan las condiciones ideales.

En general se estipula de 6 m/min. en invierno admitindosehasta 12 m/min. en verano, debindose indicar que el aire estan-co no es confortable, dado que provoca una sensacin de encierro.

Calidad del aire interior

La calidad del aire interiordepende de su composicin y com-prende diversos elementos que pueden afectar a las personas, debi-do a factores como la disminucin de la proporcin de oxgeno con-tenido, as como el aumento del anhdrido carbnico por la combus-tin fisiolgica que obligan a la introduccin de aire nuevo de venti-

lacin a fin de eliminar sus efectos y diluir olores. Adems, la elimi-nacin de polvo o partculas slidas en suspensin es muy impor-tante, no solo para proteger al aire de respiracin, sino para elimi-nar suciedades en los locales y equipos de acondicionamiento.

Otro elemento que debe tenerse en cuenta es el humo, ya seaproducido en el interior de la habitacin o introducido desde el ex-terior de la misma y si en un local hay muchos fumadores se debeincrementar la proporcin de aire nuevo de ventilacin a introducir.Por otra parte, la misma instalacin y los elementos del edificio di-funden una serie de gases que pululan el ambiente, lo que se deno-mina sndrome del edificio enfermo.

Otro factor a considerar son los aparatos de calefaccin que nodeben eliminar el producto de la combustin en los locales, dadoque los mismos contienen vapor de agua y anhdrido carbnico y



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eventualmente monoxido de carbono cuando la combustin no escorrecta, debindose evitar estufas de cualquier tipo que emitan

los gases de la combustin dentro de los locales.

Ecuacin del bienestar

Para determinar las condiciones de confort, Fanger ha elabora-do una ecuacin de bienestar derivada del balance trmico delcuerpo humano que es una funcin de seis variables bsicas:

f (Met, clo, velocidad del aire, TRM, Temperatura aire y lapre-

sin de vapor del aire).Debido a que se trata de una ecuacin compleja que constitu-

ye un modelo matemtico, se requiere un programa de computa-dora para resolver los muchos casos prcticos que se presentan.

En las curvas indicadas en la figura 2.2 confeccionadas con di-cha ecuacin, se indican las condiciones de confort para personasen invierno o verano para locales donde ta= TRM, actividad seden-taria de 1 Met y vestimenta ligera para verano y media para invier-no. Sobre cada diagrama estn trazadas las lneas de confort paracuatro velocidades del aire, que relacionan diferentes combinacio-nes de humedad relativa del aire y de temperatura ambiente paraobtener un ptimo confort.

Ejemplo:

En una oficina los empleados estn ocupados en un trabajosedentario M = 1 met = 50 kcal/hm2, para una velocidad del aire de6 m/min (0,1 m/seg) y una humedad relativa del 50% en invierno

y verano, se desea saber cual es la temperatura ambiente ptima.Segn el diagrama en invierno ta= 22C y en verano 24,5C.

Escala de sensacin trmica

El bienestar trmico que en principio se logra cuando el cuerpomantiene su equilibrio con el mnimo esfuerzo es una percepcin desatisfaccin fisiolgica que por su subjetividad es necesario definir-la en virtud de ecuaciones empricas determinadas mediante estu-dios estadsticos.

Para valorar las condiciones climticas de un ambiente Fanger, haelaborado un ndice de ponderacin de las sensaciones trmicas de-nominado PMV o valor medio previsto (Predilected mean vote), quepermite mediante respuestas subjetivas, ponderadas sobre gran n-



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Fig. 2.2: Diagramas de confort para invierno y verano


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mero de personas evaluar mediante una escala de sensaciones, elPPD o porcentaje de personas insatisfechas (Predilect Porcentaje of

Dissatisfied).+ 3 muy caliente+ 2 caliente+ 1 ligeramiente caliente

0 confort 1 ligeramente fro 2 fro 3 muy fro

En la tabla 2.2 se indican los valores de PMV para 1 Met, HR50% y temperatura del aire e igual a la temperatura de radiacinmedia, para valores comprendidos entre 1 y +1 de la escala.

Tabla 2.2: Valores de PMV para HR 50% y ta = TRM

Cabe considerar que el ambiente trmico no es juzgado en for-ma satisfactoria por todos los ocupantes de un ambiente, ancuando estn vestidos de la misma manera y desarrollen la mismaactividad. Sobre la base de esos valores, Fanger construy unacurva que se muestra en la figura 2.3, que relaciona el PMV con elPPD. Se observa que la curva es simtrica con un valor mnimopara PMV = 0 valor que corresponde a un PPD igual al 5%, que es


Velocidad del aire (m/s)Vestimenta(clo)

Temp. amb.(C)


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en la prctica el mejor resultado que se puede obtener de insatis-faccin de las condiciones ambientales.

Ejemplo:

En el ejemplo anterior supngase determinar el PPI o porcen-taje de insatisfaccin en invierno y verano. Segn la tabla de PMV:

En verano para 0,5 clo y temperatura ambiente de 24,5C y ve-

locidad del aire de 0,1 m/seg el PMV vale interpolando, aproxima-damente: - 0,5.

En invierno para 1 clo y temperatura ambiente de 22C y velo-cidad del aire de 0,1 m/seg el PMV vale aproximadamente: - 0,3

Segn la curva de PPI se determina:

Verano: Con PMV - 0,5 el PPI o sea que el 10% de las per-sonas sienten el ambiente levemente fro.

Invierno: Con PMV - 0,3 el PPI o sea que el 7% de las per-sonas sienten el ambiente levemente fro.

Abaco de Confort

Tomando como base los estudios de Fanger, para el diseo de


%P

REVISTODEIN

SATISFACCION(PPD)

VALOR MEDIO PREVISTO (PMV)

2,0 1,5 1,0 0,5 0 0,5 1,0 1,5 2,0

80%

60%

40%

30%

20%

10%

8%

6%5%

4%

100%

Fig. 2.3: Porcentaje de individuos insatisfechos en funcin del PMV


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las instalaciones de aire acondicionado la norma la ASHRAE estn-dar 55-92 define los rangos aceptables de temperatura y humedad

para verano o invierno en el baco de confort que se indica en lafigura 2.4, teniendo en cuenta los parmetros de temperatura delaire y radiante media, humedad relativa y velocidad del aire, siem-


;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

20

15

10

5

0

5

15

10

5

0

30%

50%

70%100%t.b.h.20C

t.b.h.18C

t.efectiv

a20C

t.efe

ctiva26C

t.efectiv

a23C

t.efe

ctiva23

,5C

T

E

M

P

T

U

D

R

C

I

O

C

)

TEMPERATURA OPERATIVA C)

15 20 25 30

Zona de Bienestar en INVIERNO

Zona de Bienestar en VERANO

(1 clo)

(0,5 clo)

H

U

M

E

D

E

I

F

C

A

g/kg)

u

m

e

d

R

e

l

a

t

i

v

a

)

40%

60%

Fig. 2.4: Abaco de confort ASHRAE


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pre considerando obviamente una adecuada calidad o pureza delaire interior.

Las superficies rayadas del diagrama se denominan zonas deconfort, habiendo una para verano y otra para invierno, debido alos diferentes vestidos usados en las dos estaciones y de la acli-matacin de las personas a los cambios climticos exteriores.

Esas zonas de bienestar se define en trminos de temperaturaefectiva y est basado en actividad sedentaria, vestidos con unaresistencia de 1 clo en invierno y 0,5 en verano y para aire en rela-tiva calma de 6 m/min en la zona de permanencia. La temperatu-ra efectiva o ndice de igual sensacin trmica o confort constante

establecida en el baco, combina los efectos de la temperatura se-ca del aire, humedad relativa, velocidad del aire y la temperaturaradiante media.

La zona de bienestar del grfico esta basada en un mximo de10% de personas insatisfechas que corresponde a un PMV de 0,5.Los lmites de humedad relativa ideal es del 50% pudiendo oscilarentre 30 y 70%, siendo conveniente limitarlas entre el 40 al 60%.

La variacin de temperatura y humedad en el espacio y el tiem-po debe ser tal que el valor quede siempre dentro de la zona de bien-estar correspondiente del baco. Se observa que las temperaturasoperativas que satisfacen a los ocupantes del edificio, son mayoresen verano que en invierno y que la tolerancia puede estar compren-dida en 1,5C si se elige una temperatura de diseo en el centro dela zona de confort y que existen dos zonas superpuestas en el bacode 23 a 23,7 de temperatura efectiva, donde las personas en vera-no tiene una cierta sensacin de fro y en invierno de calor.

Condiciones aconsejablesLos rangos de temperaturas operativas en que tericamente no

mas que el 10% de los ocupantes se encuentran insatisfechos, de-sarrollando actividades livianas o sedentarias menor o igual a 1,2Met, puede considerarse segn lo indicado en la tabla 2.3.

Limitaciones al baco de confort

Aunque el baco de confort es muy til para la resolucin de losproblemas de diseo, se lo debe utilizar con cuidado, teniendo encuenta las siguientes consideraciones:

Vestimentas normales para la vida interior. Se adopta 0,5 clo en

verano y 1 clo en invierno.



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Ocupacin en actividades livianas como lectura, trabajo de oficina,

etc. Se ha tomado el promedio de todos los climas. En zonas de climas

extremos los valores pueden diferir.

Movimiento de aire pequeo. Si las velocidades de la zona de per-

manencia aumentan, se produce una disminucin de la tempera-

tura efectiva.

No se tiene en cuenta los efectos de radiacin que a menudo son

muy significativos, como una pared fra en invierno o una caliente

en verano.

Las diferencias entre el aire interior y las temperaturas medias su-

perficiales no deben ser mayores de 5C, tendiendo en lo posible

a ser iguales.

Los valores del baco se refieren a perodos de permanencia pro-

longados. Cuando la permanencia es breve, no deben provocarse

bruscos descensos de temperaturas, admitindose en verano 8 a

10C como mximo con respecto al aire exterior.

Por otra parte, deben tenerse en cuenta las variaciones inheren-

tes a las reacciones individuales de las personas, como el estado dela salud, edad, sexo y el grado de adaptacin al medio ambiente.


Tabla 3.2: Rangos ptimos y aceptables de temperatura operativaen los locales para actividades livianas o sedentarias.

Met < 1,2 50% HR Movimiento aire < 6 m/min

Estacindel ao

Vestimentatpica

Id(clo)

Optimatemperatura

operativa

Rango de temp.operativa con 10%

insatisfaccinInvierno Pantalones

gruesos, camisamanga larga ysuter

1 22C 20,5 a 23,5C

Verano Pantaloneslivianos o cortos,camisas demanga corta oremeras

0,5 24,5C 23 a 26C

MnimaPersona en short

0,05 27C 26 a 29C


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CAPITULO 3

CALIDAD DEL AIRE INTERIOR

Caractersticas

Se puede decir que una persona se encuentra trmicamente

confortable cuando existe un equilibrio entre la produccin de calorde su cuerpo por su actividad metablica y la eliminacin del mis-mo al ambiente, lo que depende de las temperaturas del aire y deradiacin media del entorno, humedad relativa, movimiento del ai-re, as como de la resistencia trmica de los vestidos.

Sin embargo, an habindose alcanzado el grado de confort tr-mico adecuado puede presentarse disconformidad en los usuariosdebido a problemas de la calidad o pureza del aire interior. El orga-nismo humano altera la composicin del aire de los ambientes en

los que vive elevando el porcentaje de anhdrido carbnico y dismi-nuyendo el del oxigeno, emitiendo olores, humo de tabaco y au-mentando la concentracin de bacterias patgenas.

La ventilacin es el mtodo mas empleado para mantener la ca-lidad del aire interior, pudindosela definir como un proceso desti-nado a obtener una condicin atmosfrica ms agradable en loslocales, mediante la renovacin del aire reemplazndolo con igualcantidad obtenida del exterior. De esa manera, se efecta la dilu-

cin de parte del aire de los locales que retornan con contaminan-tes, con el aire nuevo exterior que se va incorporando al sistemaen forma permanente y constante, el que luego es filtrado para sudistribucin.

Para analizar el concepto de dilucin de los contaminantes, su-pngase que se admite un determinado contaminante hasta un l-mite mximo de 50 mg/m3 y en un ambiente se sobrepasa ese va-lor, por ejemplo hay 80 mg/m3. Si se inyecta un m3 de aire nuevopor ca

Nestor Quadri_sistemas de Aire Acondicionado

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