Sistemas De Aire Acondicionado Arquitectura Y Construcion Instalaciones Espanol

209 Pages·2016·8.42 MB·Spanish

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PROLOGO
Los sistemas de aire acondicionado, han llegado a ser una
necesidad para la vida moderna, como es el caso de viviendas, ofi-
cinas, establecimientos comerciales o industriales, laboratorios, es-
cuelas, hospitales, salas de espectáculos, restaurantes, etc.
En efecto, los habitantes de una vivienda se han convenci-
do de los beneficios de la climatización de sus edificios para el con-
fort y la salud, los empresarios han comprendido su conveniencia
para la eficiencia de su personal, los comerciantes como imagen de
su negocio para el bienestar de sus clientes y en las industrias
además del confort para los trabajadores representa una necesidad
para el mejoramiento de los procesos de fabricación. De esa forma,
ya no se concibe un proyecto constructivo edilicio sin contemplar el
empleo de algún sistema de acondicionamiento climático.
Teniendo en cuenta lo indicado, hemos encarado esta publi-
cación con el propósito de propender al conocimiento de los siste-
mas básicos que componen estas instalaciones, mediante una des-
cripción sencilla y global, con el fin de que constituya un libro de
texto básico de consulta por parte de profesionales, técnicos o es-
tudiantes de esta especialidad.
Se han realizado ejemplos sencillos que abarcan todos los
tópicos que comprenden estos sistemas, desde los equipos de aire
acondicionado 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 la
distribución volumen constante y variable, los mixtos incluyendo
los equipos de inducción y techos fríos y por último una guía orien-
tativa de selección para el proyectista.
Se han analizado también, los factores que influyen en el
confort ambiental y los problemas del síndrome 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 la
energía se ha remarcado su vital importancia en los criterios de di-
seño de los sistemas de la climatización y se han considerado en
los análisis, las premisas básicas necesarias para lograr edificios
energéticamente eficientes.
Prólogo 5
Para la confección de los distintos Capítulos se han tenido
en cuenta las Reglamentaciones vigentes en la materia, el Código
de la Edificación de la Ciudad de Buenos Aires, y las Normas de la
ASHRAE y de la Comunidad Europea. Además, se han considerado
las recomendaciones establecidas en la bibliografía existente que
se indican al final del libro, así como de fabricantes de materiales
y equipos y fundamentalmente de la experiencia real surgida en la
práctica de los proyectos y ejecución de estas instalaciones.
Por otra parte, se encuentran publicados por Librería y Edi-
torial Alsina los libros INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO Y
CALEFACCION y el MANUAL DE AIRE ACONDICIONADO Y CALEFAC-
CION destinados a aquellos que deseen realizar el cálculo y diseño
de estas instalaciones.
EL AUTOR
INDICE GENERAL INTERACTIVO
PRÓLOGO .......................................................................... 4
CAPITULO 1: PRINCIPIOS BÁSICOS ...................................... 9
Definición, requisitos fundamentales, 9; Sistema típico de aire
acondicionado, plantas de generación, 12; Funciones básicas a cum-
plir por los sistemas, enfriamiento y deshumectación, 13; calenta-
miento y humectación, 14; ventilación, filtrado, 15; circulación del
aire, 16; Requisitos particulares, simpleza de instalación, 17; control
automático 10; consumo energético, 19; dispositivos de seguridad,
confiabilidad de funcionamiento, 20; facilidad de ampliación, man-
tenimiento mínimo, 21; preservación del medio ambiente, 22; con-
diciones de funcionamiento de los equipamientos. Clasificación ge-
neral de las instalaciones, por su misión, por la época del año, 24;
por su forma de instalación, 25; por el tipo de equipamiento, 26;
Equipos de expansión directa, Equipos de expansión indirecta o
agua enfriada, 27; Clasificación por sistemas de aire acondiciona-
do, 28.
CAPITULO 2: CONFORT TÉRMICO...................................... 33
Bases fisiológicas para el acondicionamiento, metabolismo, 33; ba-
lance energético, 34; regulación del calor del cuerpo humano, 36;
vestimenta. Condiciones del local, 37; temperaturas el aire y
superficies, 38; humedad, 40; movimiento del aire. Calidad del aire
interior, 41; Ecuación del bienestar, escala de sensación térmica,
42; Abaco de confort, 45; condiciones aconsejables, limitaciones al
ábaco de confort, 47.
CAPITULO 3: CALIDAD DEL AIRE INTERIOR .......................... 49
Característica, 49; Norma ASHRAE 62/89, 50; procedimiento de
cantidad de aire de ventilación (VR), 51; procedimiento de calidad
del aire interior (IAQ), 52. Evaluación de la polución, 54; ejemplo
de aplicación, 56; comparación con la norma ASHRAE 62/89, 57;
solución al problema de la contaminación interior. Síndrome del edi-
ficio enfermo, 58.
Indice General 7
CAPITULO 4: PREMISAS BASICAS DEL PROYECTO ................ 65
Conceptos básicos. Funcionamiento a cargas parciales, 65; Sis-
temas de volumen constante y temperatura variable, regulación to-
do o nada, regulación mediante by-pass del aire, 68; regulación del
caudal de agua enfriada, regulación mediante recalentamiento, 70;
Sistemas de volumen variable y temperatura constante, 72; Zo-
nificación, 74; radiación solar, 75; horarios de uso, disipaciones
térmicas internas, 78.
CAPITULO 5: EQUIPOS PRIMARIOS .................................... 80
Sistemas de refrigeración, Refrigeración mecánica, 80; refrigeran-
tes, 82; Compresores, alternativo, 84; rotativo, 86; centrífugo,
axihelicoidal (tornillo), 87; espiral. Condensadores, 89; condensa-
dores enfriados por aire y por agua, 91; Torre de enfriamiento.
Dispositivos de expansión, 93; válvula de expansión, tubo capilar.
Evaporador, 95; accesorios. Bomba de calor, 98; sistema aire-aire,
101; descongelación del serpentín exterior, 103; desequilibrio crítico,
104. Refrigeración por absorción, 106; aplicaciones de la máquina de
absorción, 111.
CAPITULO 6: SISTEMAS UNITARIOS .................................. 112
Generalidades. Acondicionador de aire individual de ventana o mu-
ro, 112; cálculo simplificado, 115; Equipos autocontenidos exter-
nos (Roof-top), 116; Equipos autocontenidos interiores con con-
densación por aire incorporada (Wall Mounted), 121; Acondicio-
nador de aire interior compacto expansión directa con condensa-
ción exterior enfriado por aire. Con condensador enfriado por agua.
Sistema con equipos unitarios con bomba de calor por circulación
de agua (WLHP), 124; funcionamiento de los equipos WLHP, 126;
Desagüe 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; características básicas, 139.
CAPITULO 8: SISTEMAS TODO AGUA ............................... 144
Generalidades, ejemplo, 144; Características del sistema. Fan-coil
individual, 146; tipos de equipos, preselección, 147; Unidad enfria-
dora de agua, 150; componentes de la unidad, volumen mínimo de
agua refrigerada, 151; Sistemas de distribución del agua, 153.
Indice General 8
CAPITULO 9: SISTEMAS TODO AIRE .................................. 156
Generalidades, 156; Sistemas de volumen constante. Simple zona,
157; Sistema multizona, 160; recalentamiento, 160; mezcla de
aire, distribución con doble conducto, 162; distribución con equipos
multizona, 164; unidades de tratamiento zonales. Sistemas de
volumen variable, 168; ventilador de caudal constante con com-
puertas by-pass, ventilador de caudal variable, 171. Calefacción de
los sistemas de volumen variable, calentamiento integrado
(VVT),174; ejemplo de aplicación, 175; análisis de operación del
sistema de control, 178; inconvenientes del sistema de volumen
variable, 181.
CAPITULO 10: SISTEMAS AIRE-AGUA .............................. 184
Generalidades. Sistema de inducción, 184; Fan-coil con aire pri-
mario, 187; Paneles radiantes con aire primario (techos fríos), 190;
condiciones de diseño, 191. limitaciones de los sistemas de techos
frío, 196.
CAPITULO 11: ELECCIÓN DE LOS SISTEMAS ...................... 198
Aspectos del problema, 198; Ejemplos de división en zonas, 199;
solución con un único equipo de velocidad constante, con equipos
autocontenidos por zona, 200; con sistema de volumen variable,
201; con sistema todo agua, con sistema todo refrigerante, 202.
Ejemplo de análisis de factores económicos, 202; Guía de aplica-
ciones, 205.
BIBLIOGRAFIA ................................................................. 209
CAPITULO 1
PRINCIPIOS BÁSICOS
Definición
Se puede establecer que la misión del aire acondicionado es la
realización de determinadas funciones destinadas a proporcionar
durante todo el año, el confort térmico y la calidad del aire interior
para la vida de las personas o el mejoramiento de los diferentes
procesos industriales. Como mínimo, las instalaciones deben efec-
tuar los siguientes procesos básicos:
• Control de temperatura y humedad
• Ventilación y calidad del aire interior
• Filtrado
• Circulación
Estos procesos deben realizarse:
• Automáticamente
• Sin ruidos molestos
• Con el menor consumo en energético
• Sin producir contaminación al medio ambiente
Requisitos fundamentales
Para lograr esos propósitos los sistemas de aire acondicionado,
deben cumplir los siguientes requisitos fundamentales:
• Proveer una adecuada climatización para satisfacer las necesida-
des de confort de las personas, con una aceptable calidad del aire
interior.
• Estar diseñados de la manera mas simple y económica, con el
mínimo consumo energético.
• Brindar una alta confiabilidad de operación y funcionamiento.
• Emplear materiales y equipos de alta calidad y tecnología proba-
da, de larga vida útil, que cuenten con service y una segura pro-
visión de repuestos en plaza.
• Contar con espacios adecuados para acceso, desmonte de elemen-
Sistemas de Aire Acondicionado - Néstor Quadri 1100
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1. Caldera 12. Ventilador centrífugo de impulsión de aire
2. Quemador 13. Trampas acústicas
3. Tablero eléctrico 14. Conducto de alimentación de aire
4. Bomba circuladora agua caliente 15. Conducto de retor-no de aire
5. Unidad enfriadora de agua 16. Torre de enfriamiento
6. Bomba circuladora de agua fría 17. Persiana fija de toma de aire exterior
7. Pleno de mezcla con persianas de regula- 18. Rejas de alimentción
ción de aire de retorno y aire nuevo 19. Difusores de aire
8. Batería de filtros de aire 20. Reja de retorno
9. Batería de refrigeración por agua fría 21. Conducto de toma de aire exterior
10. Batería de calefacción por agua caliente 22. Chimenea de calefacción
11. Humectador por batería de vaporización 23. Bomba de condensación
Fig. 1.1: Esquema de un sistema central de aire acondicionado