Clasificación de los sistemas de aire acondicionado y sus características.

Los sistemas de aire acondicionado, o SCR para abreviar, están diseñados para crear condiciones térmicas cómodas para una persona o equipo en una habitación. Le permiten crear un microclima favorable tanto en climas cálidos como fríos mediante el uso de una máquina de refrigeración que funciona con freón.

El aire acondicionado de confort incluye la preparación de aire esencial: refrigeración, calefacción, deshumidificación, humidificación, filtración, ionización, etc. Mantener los parámetros especificados es casi independiente de los parámetros del aire atmosférico y sus fluctuaciones. Las únicas excepciones son los casos de uso de SCR a valores de temperatura inaceptables en la calle, que fueron determinados por el fabricante del equipo.

Si consideramos con más detalle el propósito de los sistemas de aire acondicionado, entonces se pueden dividir en dos grupos:

• SLE cómodo: mantenga los parámetros básicos del aire (temperatura, humedad, limpieza) que cumplan con los estándares sanitarios e higiénicos;
• SCR tecnológico: mantenga los parámetros de aire requeridos en una sala técnica o de producción en particular.

Por ejemplo, una de las tareas de un sistema de aire acondicionado para un apartamento es mantener un nivel de humedad normal. El mismo 20% es el límite inferior de la norma, al alcanzarse que la piel humana y sus mucosas se secan, y el 70% es el límite superior, en el que se reduce significativamente el intercambio de calor del cuerpo con el medio ambiente, el trabajo de el sistema cardiovascular se deteriora, comienzan los dolores de cabeza y falta de oxígeno. El aire acondicionado mantiene niveles medios de humedad tanto en verano como en invierno, alrededor del 40-60%.

Los SLE tecnológicos crean condiciones cómodas para los equipos en producción. Por ejemplo, la fiabilidad de las computadoras potentes estará asegurada por sistemas de precisión capaces de controlar la temperatura, la humedad y la movilidad del aire con una precisión del 0,5%.

No todo el mundo sabe que el propósito de un sistema de aire acondicionado es también mantener un nivel aceptable de dióxido de carbono en una habitación.

En hospitales infantiles, oficinas, tiendas y apartamentos, los indicadores difieren notablemente, por lo tanto, en estas instituciones se instalan tipos completamente diferentes de sistemas de aire acondicionado.

La composición de gas normal del aire puede ser proporcionada por acondicionadores de aire capaces de llevar a cabo un flujo regular de oxígeno en la habitación, es decir, aumentar la frecuencia del intercambio de aire. El exceso o la falta de dióxido de carbono en el cuerpo tiene un efecto perjudicial sobre la salud.

En general, la clasificación del LES es muy diversa. Se pueden dividir según diferentes criterios:

• basado en el principio de ubicación relativa al área de servicio - local y central;
• de acuerdo con el principio de funcionamiento: recirculación, flujo directo y combinado;
• por el número de instalaciones con servicio: una y varias zonas;
• por el número de reguladores de los parámetros del aire de salida: un tubo y dos tubos.

Esta no es una lista completa de clasificaciones. Muchos autores de libros temáticos tienen diferentes puntos de vista sobre este tema y presentan sus propias versiones de la división de SLE en clases.

Tipos y dispositivo de acondicionadores de aire.

Si hablamos de los tipos de sistemas de aire acondicionado, entonces hay una gran variedad, ya que hay dispositivos para un apartamento y dispositivos para edificios de oficinas y unidades para locales industriales.La automatización de los sistemas de aire acondicionado en este caso se logra mediante el uso de equipos adicionales.

Se pueden fabricar en forma de un monobloque o un dispositivo de dos componentes: un sistema dividido. Los primeros cuentan en un caso con todos los elementos que aseguran el movimiento del freón a lo largo del circuito frigorífico. En este último, las partes más ruidosas se llevan a la unidad exterior, que se encuentra al aire libre, y en la unidad interna (habitación) hay filtros, un ventilador, un radiador evaporativo, a veces un tablero de control y otras partes silenciosas.

El dispositivo de cualquier SCR que opere con freón asume la presencia de elementos tan importantes como:

• un compresor que comprime y aspira el refrigerante;
• intercambiadores de calor de tipo evaporativo y condensador, a través de los cuales se transfiere energía térmica del freón al medio ambiente;
• ventiladores que proporcionan soplado de intercambiadores de calor;
• filtros de limpieza mecánica + filtros a menudo finos;
• tablero de control responsable del funcionamiento de toda la electrónica;
• regulador de flujo (válvula de expansión o tubo capilar) para medir el suministro de refrigerante líquido desde el condensador al evaporador;
• Válvula de 4 vías en aires acondicionados "calientes", redireccionando el refrigerante en la otra dirección.

El diseño de un sistema de aire acondicionado industrial es mucho más complejo. El mismo enfriador puede tener varias filas de ventiladores o varias válvulas de 3 vías que cambian la dirección del flujo de agua para un enfriador enfriado por agua.

Aquí se muestra el diagrama esquemático más simple de un sistema de aire acondicionado. Refleja todos los componentes principales del ciclo de refrigeración por compresión, junto con las comunicaciones de conexión.

En casi todos los SCR, el diagrama de circuito es idéntico. El ciclo de enfriamiento también se puede representar gráficamente, como se muestra en la figura. Aquí, la parte izquierda de la curva es el estado del líquido saturado, la derecha es el estado del vapor saturado. En el punto de unión, el freón puede estar en cualquier estado.

Aires acondicionados domésticos SCV

Como ya se mencionó, existen sistemas de aire acondicionado para locales residenciales - estos son sistemas split domésticos e industriales - para satisfacer las necesidades de producción u otras instalaciones industriales y tecnológicas. Existen los denominados sistemas semiindustriales o comerciales que se instalan en oficinas, comercios, edificios administrativos y otras instalaciones públicas.

Los sistemas de aire acondicionado para un apartamento incluyen sistemas de división de pared, piso-techo, casete, conducto y columna, así como monobloques móviles y de ventana, que difieren en el diseño de la unidad interior. También se utilizan a menudo como dispositivos semiindustriales, pero solo con un rango de potencia aumentado. El aparato de refrigeración doméstico más popular es el split de pared, pero su capacidad es limitada ya que los usuarios de electrodomésticos no necesitan un fuerte chorro de aire refrigerado.

En los sistemas divididos, el compresor está ubicado en una unidad externa, por lo que el funcionamiento de dichos dispositivos es completamente silencioso. Si hay varias unidades interiores conectadas a cables eléctricos externos y una línea de freón, entonces ya estamos hablando de un sistema de aire acondicionado multi-split. Una unidad exterior puede conectar de 2 a 9 unidades interiores.

Sistemas de aire acondicionado VRV y VRF

Hay sistemas multizona que funcionan con un solo tipo de unidad interior; por ejemplo, montada en la pared, es decir, todos los módulos interiores deben ser exclusivamente del mismo tipo. Pero los fabricantes modernos producen sistemas de aire acondicionado multi-split con la capacidad de conectar diferentes tipos de unidades interiores a una unidad exterior, mientras que para edificios que tienen una gran cantidad de habitaciones con diferentes cargas de calor, los sistemas multizona con un flujo de refrigerante variable tienen sido creado durante varios años.Tienen una unidad externa capaz de proporcionar decenas de internas.

Por ejemplo, en MITSUBISHI ELECTRIC, la serie CITY MULTI está diseñada para 16 módulos internos de varios tipos y capacidades completamente diferentes. Estos sistemas inversores de capacidad variable están equipados con una válvula termostática especial, que cambia la potencia de la unidad en función de la carga y, por lo tanto, regula el consumo de freón. Debido a esto, la temperatura se mantiene con mayor precisión y no hay diferencias.

Las unidades interiores del sistema de aire acondicionado multi-split, como el de MITSUBISHI ELECTRIC, pueden funcionar en diferentes modos al mismo tiempo. Esto lo proporciona el controlador BC, que distribuye el freón entre las unidades y lo separa con un separador en vapor y líquido a alta presión. Gracias a este separador, el diseño de este sistema de aire acondicionado se simplifica: las unidades están conectadas al controlador con solo dos tuberías. La instalación se vuelve más barata y más fácil, el número de accesorios de acoplamiento disminuye, la longitud permitida de la tubería y las diferencias de altura aumentan significativamente.

Como regla general, en sistemas simples de múltiples divisiones, las unidades exteriores e interiores se conectan linealmente, es decir, se necesita una ruta separada para cada módulo de habitación. En las multizona, solo un par de tubos sale del bloque externo, que luego se ramifica de acuerdo con un principio similar a un árbol con la ayuda de refnets.

Refnet tiene diferentes tamaños de sección transversal. Cuando se combina con la tubería, se corta a lo largo de una línea de un diámetro adecuado.

Los dispositivos multizona con flujo de refrigerante variable tienen otro nombre: sistemas de aire acondicionado VRV o VRF. Sus ventajas son obvias:

• la longitud de un solo sistema de tubería alcanza los 100 mo incluso más, las diferencias de altura entre los bloques son de hasta 50 m, lo que permite colocar el módulo exterior en cualquier lugar conveniente;
• el número de unidades interiores conectadas a una externa alcanza varias docenas, mientras que la productividad de estas últimas puede ser un 30% menor que la productividad total de las primeras;
• El control se puede realizar tanto desde controles remotos individuales como desde una consola central estacionaria o computadora; un software especial permite combinar una red de computadoras con una red de aire acondicionado y controlar cada aire acondicionado desde una computadora personal en diferentes zonas del edificio.

Prácticamente no hay diferencia entre los conceptos de sistema de aire acondicionado VRF y VRV. Inicialmente, la creación de dicho sistema pertenece a DAIKIN, por lo que otros fabricantes usan una abreviatura diferente, que no cambia el significado. Es solo que diferentes fabricantes dotan a los equipos fabricados de distintas capacidades técnicas (longitud de ruta, posibilidad de recuperación, etc.)

Vale la pena recordar que el funcionamiento de todas las unidades en diferentes modos (enfriamiento y calor) solo es posible con un sistema de conexión de tres tubos. Un sistema de aire acondicionado VRF de dos tubos puede proporcionar diferentes parámetros de aire establecidos, pero solo en un modo.

La unidad exterior de algunos sistemas de aire acondicionado VRV puede parecer una unidad semiindustrial de dos ventiladores o tener un diseño más serio, como en la imagen.

La desventaja del aire acondicionado que utiliza un sistema VRV es el ruido notable que emite la válvula de flujo. Intentan esconderlo en un lavadero o en un falso techo. También hay dispositivos con válvula remota.

Diseño y cálculo de sistemas de climatización

Al seleccionar el dispositivo de refrigeración adecuado para un apartamento, a menudo se usa un método expreso para calcular el SLE, en el que se tiene en cuenta la carga térmica aproximada en la habitación, en relación con la cual se selecciona el tamaño estándar más cercano del dispositivo. La selección se realiza de acuerdo con la capacidad frigorífica nominal.

Para 10 m², se toma 1 kW de potencia fría y se suma a los datos obtenidos del 10 al 30% en forma de reserva para el calor entrante de electrodomésticos, aberturas de puertas y ventanas, artefactos de iluminación, etc.

Este método de cálculo de un sistema de climatización adecuado permite simplificar el trabajo de diseño, pero permite imprecisiones si se aplica a sistemas con mayores capacidades y un dispositivo más complejo, por ejemplo, a SCR multizona. Es muy aplicable a la hora de comprar sistemas divididos domésticos y monobloques móviles / de ventana.

Lo que necesita saber y considerar al diseñar sistemas de aire acondicionado con un dispositivo complejo? En primer lugar, miran los datos iniciales:

• ubicación regional del objeto y ubicación relativa a los puntos cardinales;
• planos de construcción y planos de planta;
• categoría del objeto, teniendo en cuenta las normas de seguridad contra incendios;
• dibujos que muestren la ubicación de todos los equipos de construcción;
• número de accesorios de iluminación;
• características de los portadores de energía;
• datos de LES ya existentes.

Una vez analizados todos los datos aportados, se procede directamente al diseño del SCR, que habitualmente se desarrolla en dos etapas.

En la primera etapa, se elige un sistema con una justificación técnica de por qué este tipo en particular es mejor para esta sala. Aquí calculan el sistema de aire acondicionado por capacidad, determinan su ubicación en la instalación, prescriben el número de dispositivos involucrados, determinan los parámetros del área de instalación y calculan el costo aproximado de todo el trabajo con el equipo.

La segunda etapa implica el desarrollo de un proyecto de trabajo, teniendo en cuenta la distribución del edificio, las características térmicas de las estructuras del edificio y una tarea tecnológica. Asegúrese de calcular el intercambio de aire, el equilibrio térmico y calor-humedad de la habitación, realice el cálculo aerodinámico de las redes de aire y el cálculo hidráulico de las comunicaciones fluidas.

Además, todo se acuerda con el cliente, SES, inspección de incendios y, si es necesario, se realizan cambios en el proyecto. Después de eso, se ordena el equipo y se entregan los planos de trabajo a los instaladores.

Mantenimiento y reparación de aires acondicionados

Cualquier SCR requiere un mantenimiento regular, es decir, limpieza y verificación de los parámetros operativos y, en algunos casos, reparación.

El mantenimiento estándar de SCR es la prevención de averías en el equipo. Consiste en:

• limpieza externa de bloques;
• lavado y desinfección de filtros, ventiladores, radiadores;
• limpieza de la tubería de drenaje;
• comprobar la presión en el sistema y la temperatura de los flujos de aire de salida;
• broche de sujetadores.

Si es necesario, puede ser necesario repostar o rellenar completamente el circuito con freón.

Por lo general, el objetivo principal de limpiar un sistema de aire acondicionado es evitar la falla de piezas como el ventilador, la válvula de cuatro vías y el compresor. Si no se lleva a cabo, la eficiencia del dispositivo disminuye, las bacterias comienzan a multiplicarse en el interior, cuando se enciende el dispositivo, aparece un olor desagradable y los elementos enumerados se rompen.

Incluso si el sistema de aire acondicionado se ha limpiado con regularidad, a veces las averías son inevitables. Las caídas de voltaje provocan fallas en el tablero de control, que es el "cerebro" de la máquina, y la violación de las recomendaciones del fabricante para su uso dentro de ciertos límites de temperatura conduce a problemas con los elementos mecánicos del circuito.

En la tabla se da un ejemplo de cómo pueden ser necesarias reparaciones de aire acondicionado.

El mantenimiento de los SCR industriales y los trabajos de reparación y restauración para eliminar fallas en ellos se llevan a cabo de acuerdo con un esquema más complejo y toman más tiempo. La identificación oportuna de los problemas y su eliminación ayuda a evitar detener todo el flujo de trabajo en la producción o en cualquier otra instalación grande no residencial.

Se recomienda el mantenimiento preventivo de los sistemas domésticos dos veces al año. Las instalaciones industriales deben inspeccionarse y limpiarse con mucha más frecuencia, al menos una vez al trimestre, como máximo una vez al mes. Todo depende de las condiciones de funcionamiento y la ubicación del SCR.