Bomba térmica en acondicionamiento de aire

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Bomba trmica en acondicionamiento de aire

Acondicionamiento de Aire Es el proceso de tratamiento de aire que controla, en una vivienda o local, la temperatura, la humedad, el movimiento y la limpieza del aire. Si se controla slo la temperatura mxima, se habla de acondicionamiento de verano o refrigeracin. Cuando se controla nicamente la temperatura mnima, se trata de acondicionamiento de invierno o calefaccin. Bomba trmica Existen diferentes alternativas posibles en el mercado cuando se requiere climatizar el aire. Una de ellas es la bomba de calor que se puede disear para que funcione como acondicionar de aire en estaciones clidas, y como una unidad de calefaccin durante las estaciones mas fras. Tipos de Bombas de Calor Aplicadas: Cuando requieren de un diseo en el lugar, de acuerdo a la aplicacin especfica. Por ejemplo las aplicadas a procesos industriales. Unitarias: Cuando vienen prefabricadas, diseadas por el fabricante. BOMBA DE CALOR UNITARIA Cubren un rango aproximado de 1.5 a 30 TR. La cantidad de energa en forma de calor que se puede obtener vara de 2 a 4 veces la consumida. BOMBAS DE CALOR INDUSTRIALES Se trata de recuperar parte del calor generado en un proceso (y que normalmente sera desperdiciado), para verterlo en alguna parte del proceso o acondicionar algn ambiente. Bomba trmica aire-aire El funcionamiento de la bomba trmica aire-aire (se extrae calor del aire para cederlo al aire) es similar al de un aparato convencional de aire acondicionado. Un compresor aumenta la presin del gas refrigerante. Este gas a alta presin se dirige hacia una batera (condensador), donde se licua y cede su calor latente de condensacin a una corriente de aire forzada mediante un ventilador. Seguidamente, el liquido refrigerante pasa por una vlvula de expansin donde disminuye su presin, llegando a evaporarse de nuevo una pequea parte del mismo. El lquido a baja presin se dirige a otra batera (evaporador) donde pasa a estado gaseoso y absorbe su calor latente de vaporizacin de otra corriente de aire generada por un ventilador. As, en una zona de la bomba de calor hay una corriente de aire fra y en la otra parte hay una corriente que se calienta. La incorporacin de una vlvula de 4 vas entre el compresor y uno de los dos intercambiadores permite invertir el sentido de flujo del fluido refrigerante. Esto significa que cualquiera de las dos bateras puede actuar como condensador o

evaporador, permitiendo introducir aire caliente o fro de manera independiente al interior del recinto. Se puede apreciar el funcionamiento de la bomba de calor en la figura.

El sistema VRV Las inciales VRV significan Volumen del Refrigerante Variable. Son sistemas cuyo funcionamiento es anlogo al de la bomba de calor, explicada anteriormente. A diferencia de la bomba de calor, los sistemas VRV tienen la capacidad de poder variar el caudal de refrigerante aportado a las bateras de evaporacin- condensacin, controlando as ms eficazmente las condiciones de temperatura de los locales a climatizar. Los sistemas VRV de acondicionamiento de aire han resultado de la evolucin de los sitemas Multi-split. Son sistemas de bomba trmica reversible que permiten conectar varias unidades interiores con una sola unidad exterior a travs de dos tuberas de cobre por donde circula el fluido refrigerante.

El sistema VRV basa su funcionamiento en el motor del compresor. Este motor que hace funcionar al compresor albergar un sistema de variacin de frecuencia (entre 20 y 100 Hz). As, el compresor trabajar a menor o mayor rendimiento dependiendo de la informacin recibida del sistema de control del local (termostatos y sondas). Cuando el compresor trabaja a menor potencia se suministra un caudal de refrigerante menor hacia el evaporador/condensador, disminuyendo la cantidad de calor absorbido/cedido a la sala. As el control de temperatura del local es mucho ms preciso. Este control frecuencial del compresor disminuye los paros y puestas en funcionamiento que son motivo de desgaste del mismo. Cada unidad interior trabajar de forma independiente de las dems, solicitando la cantidad de refrigerante que necesite. Una vlvula de expansin electrnica dejar pasar la cantidad justa de fluido refrigerante que deber entrar en la batera. Con el sistema VRV se dispone de un control climtico ms preciso. Los compresores de los sistemas de acondicionamiento de aire convencionales son regulados por una accin todo-nada, es decir, el compresor se pone en funcionamiento cuando el termostato percibe una temperatura inferior a la de su punto de consigna y se para cuando detecta una temperatura superior. En cambio, en los sistemas VRV la regulacin de la temperatura es proporcional. La cantidad de fluido refrigerante bombeado a las bateras aumenta o disminuye proporcionalmente a la proximidad de la temperatura del local respecto del punto de consigna. Necesidades trmicas del edificio Teniendo bien definidas las zonas o sectores del edificio que se van a climatizar, y estableciendo unas hiptesis de clculo (emplazamiento del local en cuestin, condiciones exteriores ms desfavorables, condiciones interiores, etc.), podemos comenzar a evaluar el calor que se va a generar o se va a perder en los locales, es decir, el clculo de las cargas trmicas. Los factores principales a tener en cuenta para cuantificar estas cargas trmicas son los que se citan a continuacin: Radiacin solar a travs de ventanas, claraboyas o lucernario. Para ello es necesario conocer la orientacin del cristal.

Radiacin y transmisin a travs de paredes y techos. En esta carga influyen la orientacin de la pared, la densidad y espesor de la misma. Transmisin a travs de paredes no exteriores. El caso ms desfavorable es cuando el local contiguo no se encuentra climatizado. Personas. El calor que desprenden las personas depender de la actividad que estn desarrollando y se diferenciar en dos tipos: calor sensible y calor latente. Iluminacin y maquinaria. El consumo elctrico de la iluminacin y maquinaria en general se transforma al final en calor. Ventilacin. El aire de renovacin que hay que introducir en un local conlleva una determinada carga calorfica, ya que suele ser aire introducido directamente del exterior. Con estos parmetros y una serie de valores normalmente tabulados en manuales (coeficientes de transmisin de los materiales, factores de correccin, etc.) se podr hacer un clculo, siempre aproximado, de las cargas trmicas del edificio a climatizar.

Fuentes: http://www.fing.edu.uy/iimpi/academica/grado/refrig/teorico/BombasDeCalorPresentaci onFinal.pdf Kurt C. Role. Termodinmica. Ed. Prentice Hall.

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