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Climatización: tipos de sistemas de climatización para viviendas y locales

Sistemas de climatización para edificiosA efectos del Reglamento de Instalaciones Térmicas de la Edificación (RITE) se define como climatización la acción y el efecto de climatizar, es decir, el dotar a un espacio cerrado de las condiciones de temperatura, humedad relativa, calidad del aire y, a veces, también de presión, necesarias para el bienestar de las personas y/o la conservación de las cosas.

En la producción de climatización es imprescindible generar calefacción y refrigeración, proceso comunmente conocido como "aire acondicionado". Calefacción como el proceso por el que se controla solamente la temperatura del aire de los espacios con carga negativa. Refrigeración como el proceso que controla solamente la temperatura del aire de los espacios con carga positiva.

En el momento de decidir el sistema de climatización, debemos estudiar detenidamente las posibilidades existentes atendiendo a las demandas energéticas necesarias. A continuación, repasaremos los distintos sistemas de climatización para viviendas y climatización para locales comerciales por los que podemos optar. 

Climatización por bomba de calor

Cuando contratamos proveedores de energías renovables estamos obligando a dejar de consumir combustibles fósiles que tan perjudiciales son para nuestra supervivencia en el planeta. La bomba de calor es un sistema que integra refrigeración, calefacción y ACS, obteniendo la energía del calor contenido en el aire (la aerotermia obtiene el calor proviene del ambiente, por lo que es inagotable), consigue rendimientos elevados durante los periodos de temperaturas suaves.

La bomba de calor es un sistema capaz de extraer calor de un foco frío (la calle en épocas frías) e introducirlo en un local que se encuentre a una temperatura superior a la del foco frio (de ahí el nombre de bomba de calor).

Para hacer esto se vale de las propiedades que tienen los fluidos de variar sus temperaturas al variarles la presión.

Mediante un compresor y una resistencia al paso de refrigerante (dispositivo de expansión) se generan dos zonas con presiones diferenciadas que nos permitirán jugar con los cambios de estado y así poder dar y extraer calor de ambientes desfavorables térmicamente.

El compresor aspira refrigerante en forma gaseosa en una de las dos zonas (los líquidos son incomprensibles) por lo que la presion baja, debido a la estrecha relación entre presion y punto de ebullición de un fluido, bajando presion-punto de ebullición por debajo de la temperatura del medio a enfriar, conseguiremos trasvasar energía del medio a enfriar (aire o agua) al refrigerante. A su vez el compresor descarga el refrigerante a su salida en la zona de alta presión.

La presión alta consigue establecer una temperatura a la que el refrigerante se condensa (temperatura de condensación), pero para ello necesita ceder calor al medio a calentar, por lo que lo calienta (calefacción), a su vez al perder energía las moléculas, dejan de repelerse y pasan de gas a líquido. 

La presión de alta consigue establecer una temperatura a la que el refrigerante se condensa

Por el contrario, al descender la presion en el otro extremo del circuito también baja su temperatura de evaporación por debajo de la temperatura del medio a enfriar, al estar el refrigerante más frio a través de las paredes del evaporador medio a enfriar calienta el refrigerante (y se enfría) haciéndolo entrar en ebullición iniciando así su cambio de estado de líquido a gas.

Sistemas de climatización de expansión directa

Los equipos de expansión directa son aquellos que directamente enfrían el aire. Entre ellos se incluyen:

En todos estos sistemas desplazamos refrigerante a las zonas a climatizar, donde producimos un transvase de calor (del o hacia el refrigerante).

La principal ventaja de los VRV o VRF es la alta eficiencia que alcanzan en las estaciones más suaves (primavera y otoño) en las que es muy fácil necesitar simultáneamente refrigeración y calefacción, al tener la posibilidad de recuperar calor de las zonas habitadas más calientes hacia las más frías con el trabajo de un solo compresor.

El principal inconveniente de estos equipos es que pueden superar fácilmente el límite práctico de refrigerante (establecido por el RSIF en kg/m3) en el espacio ocupado más pequeño y una fuga del equipo interior en un espacio muy reducido, pueden producir asfixia al desplazar el refrigerante al aire, en caso de no haber tenido en cuenta dicho limite. Debido a esto, los principales fabricantes han desarrollado tecnologías mixtas entre expansión directa e indirecta igualmente eficientes basadas en utilizar intercambiadores refrigerante-agua para evitar que el refrigerante llegue a las zonas ocupadas.

Sistemas de climatización de expansión indirecta

Los sistemas de expansión indirecta son los equipos que más control y facilidad tienen para el control higrométrico. En ellos, se hace circular un fluido caloportador, normalmente agua, en ocasiones glicolada. Por ello se les llama enfriadoras de agua, con bomba de calor, o con recuperación de calor.

Los sistemas de expansión indirecta son los equipos que más control y facilidad tienen para el control higrométrico

Las enfriadoras de agua a menudo se utilizan en combinación con calderas. Ello permite establecer circuitos a cuatro tubos (dos para agua fría y dos para agua caliente) para poder eliminar el exceso de humedad utilizando para su regulación controles higrométricos.

Enfriadoras de agua con recuperación de calor

Al igual que os VRV o VRF, las enfriadoras de agua pueden aprovechar el calor de una zona a otra pero cuentan como principal ventaja que no les afectan los limites prácticos del refrigerante, tampoco la inflamabilidad del refrigerante ni las distancias desde producción hasta consumo.

Enfriadora de agua

En contra, necesitan un sistema de distribución de agua y climatizadores o fancoils y suelen ser más ruidosos y voluminosos. Estos equipos suelen funcionar en combinación con UTA’s (Unidades de Tratamiento de Aire) también llamados climatizadores o fancoils.

¿Cómo funciona una unidad de climatización con tratamiento del aire?

Funcionamiento de una unidad de tratamiento del aire

Etapa de Filtrado

Una parte muy importante en un climatizador es el filtrado. Los filtros de aire acondicionado o climatizadores se situan principalmente para mantener la eficiencia de los intercambiadores y las turbinas, aunque con el tiempo se han mejorado para aumentar la calidad del aire interior, protegiendo así también la salud de las personas. 

Etapa de enfriamiento gratuito

Cuando el aire exterior es de mejor calidad y nivel energético favorable a la climatización se abrirán las compuertas A, B, D, E, F y G. El aire primario pasara de A a E a través del recuperador entálpico, intercambiando con el aire secundario. Cuando el aire exterior este en peores condiciones el sistema cerrara automáticamente A y B dejando abiertas C, D, E, F y G

Etapa de tratamiento higrométrico

Cuando el sistema requiere rebajar los niveles de humedad, primero se pasa el aire por la batería de refrigeración (azul y negativa), donde disminuye la humedad específica y aumenta la humedad absoluta, para luego ser calentado por la batería (roja y positiva) rebajando así la humedad relativa.

En verano cuando el sistema está refrigerando constantemente, la humedad desciende por sí sola y puede ser necesario añadir vapor de agua producido por una lanza de vapor después del punto G.

Presiones de aire

Jugando con diferencias de presiones en los locales, podemos dirigir los efluentes no deseados hacia otras zonas o hacia el exterior.

Sistema hidráulico

Etapa de acumulación

Requieren de un sistema de acumulación de agua fría y de agua caliente, para evitar continuas paradas y puestas en marcha. Los fabricantes exigen dichos depósitos acumuladores, para prevenir el deterioro de los compresores en los que se produce acidez y terminan derivándose a tierra.

Etapa de bombeo

Otro elemento importante son las bombas de agua, que deben ser bien calculadas para conseguir los caudales mínimos que necesitan las enfriadoras y evitar el tan temido fenómeno de la cavitación que las destruye, un caudal insuficiente produce paradas por protecciones de presión, termostatos antihielo y congelación de intercambiadores, excesos de consumo e ineficiencia energética.

Elementos del circuito hidráulico

Filtros de agua, para evitar taponamientos y roturas prematuras en los rodetes de las bombas de agua

Vasos de expansión, en las zonas donde hay aportación de calor, para absorber las dilataciones del fluido caloportador

Válvulas de seguridad para evitar la rotura del circuito en caso de fallo del vaso de expansión (se instalan en el mismo punto que los vasos de expansión)

Purgadores automáticos o puntos de purga, se instalan en los puntos mas altos del circuito para dar salida a las bolsas de aire

Puntos de vaciado o drenaje, son necesarios en la parte más baja de cada ramal de agua del circuito,

Regulación en los sistemas de climatización

En grandes instalaciones, para poder gestionar el funcionamiento de la climatización, se integra un programa informático (SCADA) que mediante autómatas programables, sensores de presión, de temperatura, actuadores y variadores de frecuencia, regulan el sistema de climatización.

Estos sistemas también se ocupan de regular y tomar registros de los datos de todo el sistema, capaz de controlar temperaturas, presiones, añadir o quitar humedad, regular caudales y velocidades de aire, regulación de variadores de frecuencia para reducir consumos eléctricos.

En las instalaciones hidráulicas es necesario un sistema de válvulas dinámicas reguladoras de caudal (llamadas abreviadamente TA) situadas en cada ramal para conseguir los caudales deseados, tanto en las enfriadoras como en climatizadores y fancoils.

Antes de cada climatizador o fancoil regulación con válvulas de tres vías,  válvulas de seguridad, sistemas de medición de temperaturas y presiones.

Además, suelen estar provistos de recuperadores entálpicos, free cooling, filtrado del aire para conseguir calidad de aire interior, así como control de su composición y sistemas de corrección mediante renovación y desinfección.

Modificado por última vez enViernes, 11 Diciembre 2020 12:03
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Hitachi y su know how como fabricante de aire acondicionado

Vídeo corporativo sobre Hitachi Cooling & Heating, más que soluciones en climatización. #airislife #hitachi

Programa Primary de Hitachi: tu asistente para la climatización de locales comerciales

¿Cómo empiezas tu día? Abre la puerta, enciende la luz, y prepárate para da la bienvenida al mundo en tu lugar de trabajo. Para que un negocio salga adelante, todo el mundo debe sentirse a gusto. Primary es tu nuevo aliado, ayudándote a cuidar a tus clientes de la manera correcta. ¿Que necesita tu negocio? Nuestro amplio rango de opciones puede satisfacer tus requerimientos más específicos. Primary puede repartir el aire para que llegue a todos los rincones. Para un rendimiento sostenible, puedes contar con Primary. Sin esfuerzo. Primary esta diseñado para hacer que tus clientes sientan la temperatura adecuada. Una vez que se sientan cómodos, pueden ocuparse de todo lo demás. Las unidades de conductos son discretas y finas para adaptarse a espacios estrechos, y poderse integrar fácilmente en la distribución de tu espacio. El diseño robusto de la unidad evita fugas, por lo que así no tienes que preocuparte por el mantenimiento del equipo. El ambiente será tan acogedor como quieras. Primary te da el control sobre tu aire acondicionado desde el primer día. No importa el clima externo, la temperatura del interior dependerá de ti. Un recubrimiento especial garantiza un funcionamiento eficiente durante periodos prolongados. El autodiagnóstico fiable significa que la unidad se puede mantener fácilmente. No importa la hora del día, Primary es tu compañero tranquilo. Así puedes concentrate en lo que haces mejor. Al final de tu jornada laboral, ¿qué hay mejor que poder respirar en un ambiente confortable y bien acondicionado? Presentando una solución de aire acondicionado verdaderamente flexible… La unidad de suelo/techo puede colocarse en lugares altos o bajos, dependiendo en cual sea el más apropiado. Primary te brinda comodidad en tu espacio de trabajo: hoy, mañana y en el futuro.

Visita a la fábrica de Hitachi desde la visión de un niño

¿Quieres saber cómo se ve una de las fábricas de Hitachi desde la visión de un niño? Hitachi nos lo muestra en este entrañable vídeo. Hoy es un día muy especial, mi papá me ha traído a su trabajo, donde construyen maquinas para controlar la temperatura de los edificios, las casas, los coles… ¡Dan calor cuando hace frio, y frio cuando hace calor! Esta fabrica construyen todas las piezas para estas maquinas alucinantes. ¡Mira esas máquinas enormes, funcionan solas! Están cortando piezas gigantes de metal. Mi papa dice que la llama verde sirve para que nada se oxide. ¡Qué guay, eso se mueve solo! Esto está lleno de robots. Ahora estamos en una sala donde purgan todo lo que hacen en cualquier situación posible, para que no falle nada. Esta sala parece una nave espacial ¡Cuantos controles! Dicen que en estas pruebas, usan temperaturas extremas tan altas como en los volcanes y tan bajas como en la Antártida. Estas máquinas consiguen que todos los días haga bueno dentro de cualquier sitio. Mi papa trabaja en el lugar más guay del mundo.

Gamas de climatización de Hitachi que se adaptan a cada espacio

Hitachi lleva 100 años conectando con las necesidades de millones de personas. Junto a Johnson Controls y sus 130 años de innovación en 150 países, hemos hecho realidad que el confort se convierta en una forma de vida. Cada espacio precisa un tipo de climatización diferente y trabajamos día a día en nuestras gamas para aportar una solución siempre a medida. Gama de aerotermia Yutaki combina energía renovable con agua para climatizar todo tipo de espacios y aportar ACS de la forma más limpia y eficiente. Una solución perfecta que garantiza el mínimo impacto en diseños interiores y máxima seguridad en el hogar, ya que no emplea combustible. La gama Set Free Sigma desarrolla un sistema de climatización enfocado a maximizar el confort en las estancias permitiendo la máxima flexibilidad en la instalación. Minimiza el espacio necesario en las cubiertas con una unidad novedosa de 24 caballos en un sólo módulo. Es el sistema más reducido del mercado. Ideal para edificios de gran altura, aceptando hasta 110 m de desnivel. Por útlimo el exclusivo sistema VRF centrífugo. Eficiente y silencioso pensado para adaptarse de forma natural y discreta a todo tipo de espacios. Manteniendo la estética intacta incluso en locales a pie de calle.

Restaurante Hermanos Torres apuesta por aire acondicionado Hitachi

Los Hermanos Torres explican por qué es importante el aire acondicionado en la cocina de su Restaurante Hermanos Torres, con dos estrellas Michelin. En importante que el aire llegue a las mesas sin interferir en la cocina, lo que era un gran reto que han conseguido con los equipos de Hitachi, con una climatización de arriba a abajo, es suave y delicada, te envuelve y eso es la excelencia para su restaurante. Sobre los equipos de Hitachi VRF destacan, además de su confort, su servicio técnico profesional, rápido y efectivo. La climatización también es importante que sea estética para un restaurante como el de los Hermanos Torres, algo que también han valorado mucho. Los hermanos Torres recomiendan Hitachi a sus colegas por su grata experiencia.

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