Aspectos a considerar para la climatización

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#MartesdeAireacondicionado

Transferencia de calor

Coeficiente de transmisión térmica (U)

Es la cantidad de calor que se transmite en unidad de tiempo a través de la superficie de un elemento constructivo, tales como muro, vidrio, techo, etc. de un cierto espesor; con una diferencia de temperatura entre las masas de aire que se encuentran a ambos lados del elemento es de un grado.

Cuanto más bajo sea el valor de U mejor será la capacidad aislante.
Cortesía: Arquitecturayenergia.cl

Coeficiente de resistencia térmica (R)

Es la inversa del coeficiente de transmisión térmica. Representa la capacidad de este de oponerse al flujo de calor.

Este aislamiento puede ser implementado en paredes y techos, para mejorar la resistencia térmica y que las temperaturas externas no influyan en el interior del espacio, creando ambientes aislados y energéticamente eficientes.

Coeficiente de sombra (CS)

Mide la capacidad de filtrar el calor producido por los rayos directos del sol a través de una superficie de vidrio. Mientras menor sea, mejor desempeño tiene el vidrio.

Mientras más filtre el vidrio los rayos UV, mejor desempeño.
Cortesía: Pedrojhernandez.com

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Cargas térmicas en los edificios

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#SábadodeCalefacción

Cargas térmicas en los edificios

Cuando se habla de carga térmica sobre un edificio, se entiende que se habla de un fenómeno que tiende a modificar la temperatura interior del aire o su contenido en humedad.

En este sentido se puede establecer una primera clasificación de las cargas térmicas, según su incidencia:

Cargas térmicas sensibles: aquellas que van a originar una variación en la temperatura del aire.
Cargas térmicas latentes: las que van a originar una variación en la humedad absoluta del ambiente (contenido de agua en el aire).

Carga térmica en un edificio.

Por otro lado, el conocimiento de las cargas térmicas es imprescindible, como paso previo para acometer la tarea de diseñar el sistema de acondicionamiento del aire interior de un edificio, dependencia o local.

Precisamente en el diseño de un sistema de aire acondicionado habrá que calcular las cargas térmicas para las situaciones de diseño de verano y de invierno, dimensionando la instalación para la situación más desfavorable.

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TIPOS DE FLUIDOS USADOS EN LA REFRIGERACIÓN

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Fluidos refrigerantes

Un fluido refrigerante es cualquier fluido capaz de producir frío, de enfriar algún cuerpo o fluido lo podemos clasificar:

Fluidos frigorígenos: Son fluidos que se enfrían ellos mismos como consecuencia de un proceso de expansión o de un cambio de fase, y como consecuencia, reciben calor del entorno, enfriando dicho entorno.

Fluidos frigoríferos: Son fluidos que reciben calor del entorno y por tanto lo enfrían, pero que, a diferencia del anterior, necesitan un intercambio de calor con un fluido frigorígeno para poder enfriarse.

A partir de ahora se entenderá como fluidos refrigerantes exclusivamente los frigorígenos.

Equipo frigorífico con refrigerante CO2.

Dado que la mayoría de los sistemas de refrigeración se basa en los cambios de fase del propio fluido refrigerante, es habitual a la hora de escoger un refrigerante que sea condensable en el rango de temperaturas en las que debe trabajar la máquina.

Este es un requisito que no cumple, por ejemplo, el aire, que sin embargo cumple su función como fluido refrigerante en las máquinas basadas en la expansión isoentrópica de dicho fluido. Por eso, no se tratará en este tema el aire como fluido refrigerante.

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Aspecto a considerar para la climatización

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#MartesdeAireacondicionado

Espacio a climatizar

Uso y función del espacio

Es requisito fundamental el estudio riguroso de los componentes del espacio que va a ser acondicionado. Es indispensable que el estudio sea preciso y completo. Forman parte de este estudio los planos arquitectónicos y de detalles, ubicación del terreno y en algunos casos fotografías de aspectos importantes del local.

Espacio donde se climatiza.

Orientación del edificio y situación del espacio a acondicionar

La orientación del edificio es muy importante ya que de esta dependerá que tanto incida el sol sobre la edificación, paredes y vidrios con orientación Oeste y Sur están expuestas a mayor calor producido por los rayos del sol. El efecto del sol debe incluirse cuando se realizan los cálculos para el aire acondicionado.

Edificio consorcio Santiago de Enrique Browne y Borja Huidobro.

Volumen del espacio

Para conseguir un buen funcionamiento del sistema de aire acondicionado es necesario que se calcule el volumen del espacio a climatizar. Si no se realiza este cálculo de volumen se pierde la eficiencia del sistema, ya que si la capacidad del aire es demasiado pequeña y el volumen a cubrir es demasiado grande no se lograra el ambiente deseado y la unidad trabajara en exceso. Si la unidad es demasiado grande y el espacio demasiado pequeño, se enfriará el aire en exceso y de manera desigual.

Volumen del espacio.

Materiales

Algunos materiales aportan beneficios para mantener un buen acondicionamiento del espacio, reducir la transmisión de calor y ahorrar energía.

• Los vidrios antitérmicos, los cuales reflejan la mayor parte de los rayos solares, impidiendo su absorción.
• Los sistemas estructurales concebidos con materiales aislantes.
• Paredes o losas de concreto con mayor espesor permiten reducir la trasmisión de calor al interior.
• Materiales básicos de construcción como el ladrillo de barro, concreto y yeso ofrecen cierta resistencia en contra de la transferencia de calor.

Lámina aislante térmica para ventanas.

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¿Qué son las cargas térmicas?

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Cargas térmicas

Se dice que la carga térmica es todo aquello que modifique la temperatura seca y humedad relativa del aire interior. Está asociado con los sistemas de climatización (tales como la calefacción y la refrigeración), como a sistemas frigoríficos.

Las cargas térmicas pueden deberse:

Cargas de calefacción: Las que se producen en condiciones exteriores de invierno (y que físicamente traducen el calor perdido por el edificio hacia el exterior en la unidad de tiempo).

Cargas de refrigeración: Se refiere a las producidas en las condiciones de la estación cálida (físicamente, calor ganado por los locales en la unidad de tiempo).

El cálculo de estas cargas permite disponer los sistemas adecuados de calefacción o refrigeración para compensarlas. Las cargas térmicas se deben a varios fenómenos de intercambio de calor del edificio con el exterior:

• Transmisión por conducción a través de los elementos constructivos que separan el interior del exterior o de otros locales no climatizados.
• Tratamiento térmico del aire exterior necesario para la ventilación y renovación de aire de los ambientes.
• Calor entrante debido al soleamiento por los cierres de los huecos acristalados (la radiación solar atravesando las ventanas).
• Calor interno producido por las personas, la iluminación eléctrica y los aparatos que hay en el interior de los edificios.
• Otros pueden ser el tratamiento de la humedad del aire para conseguir en los ambientes una humedad relativa adecuada.

Hay ciertos fenómenos que no se toman en cuenta durante las condiciones de invierno, pues mejoran las condiciones interiores en esa estación (soleamiento, ocupación…). Para las condiciones de verano si tienen importancia porque aportan calor a los locales desde su interior

Carga térmica en el ambiente.

Así pues, las cargas de invierno solamente dependen de las condiciones exteriores, y las de verano, tanto de las interiores y de las exteriores.

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Lo que te falta saber sobre la climatización

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Conceptos de climatización (continuación)

Pureza y contaminación del aire

La pureza o calidad del aire es controlada mediante la eliminación de partículas contaminantes, de polvo, gérmenes y olores indeseables por medio de filtros u otros dispositivos purificadores. cuentan con los filtros necesarios para retener dichas partículas generando la importancia de la limpieza del aire para la salud y para mantener confortable un espacio.

La renovación del aire elimina los olores desagradables, humos y vapores, contribuyendo a la mejora del ambiente.

Limpieza de conductos.
Cortesía: Climasierra2000.es

Niveles de ruido

Los equipos de aire acondicionado y de ventilación mecánica por su naturaleza producen ruido el cual debe ser controlado, existen niveles de ruidos recomendados que no deberían de ser sobrepasados, para no causar daños al oído.

La elección del equipo, con su ventilador y motor, es uno de los puntos más importantes ya que producen ruidos molestos que interfieran con las actividades del usuario.

Comprobar niveles de ruido es vital para un buen desempeño del equipo y los usuarios.

Presión

La presión es la fuerza ejercida en una unidad de área. Puede describirse como la medida de intensidad de una fuerza en un punto cualquiera sobre la superficie de contacto.

En los sistemas de aire acondicionado, se mide mediante los manómetros que mide la diferencia de presión entre la presión total del fluido contenido en un recipiente y la presión atmosférica.

Manómetro.
Vital para la medición de presión en el aire acondicionado o refrigerante.

Convección

La convección es el proceso de climatización, porque el trabajo de la misma es calentar el aire; para poder llevar a cabo dentro de un espacio se debe realizar una convección forzada, en el caso de los países que tienen clima frio se realiza este proceso absorbiendo el aire, filtrándolo y luego insertándolo nuevamente al entorno a mayor temperatura; en climas cálidos se encarga de hacer todo lo contrario, es decir, absorber el aire caliente, filtrarlo e introducirlo nuevamente al espacio pero a una menor temperatura.

Convección.
Los aparatos de calefacción se colocan abajo, mientras que los de aire acondicionado se ponen altos.

Evaporación

La evaporación es un proceso por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso. Lo que hace el equipo de aire acondicionado es evaporar el aire que contiene alto grado de calor, convirtiéndolo a estado gaseoso mediante el proceso de evaporación, con el fin de introducirlo nuevamente en el espacio a menor temperatura.

Condensación con calderas a gas.

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Objetivo de la refrigeración mecánica

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Objetivo de la refrigeración mecánica

El objetivo de la refrigeración mecánica es enfriar un objeto o ambiente por medio de los dispositivos desarrollados por el ser humano para este fin.

Para lograr este propósito partimos de que el calor siempre tiende a fluir hacia un contorno más frío. Este proceso físico se efectúa a mayor o menor velocidad según la resistencia en un sólido por el cual el calor circula; o la velocidad, forma, posición, densidad y otras propiedades, si se trata de un fluido como el aire o el agua.

Se ha hecho necesario definir una serie de fenómenos que involucran el proceso de enfriamiento y también crear herramientas que faciliten tanto el uso de esas definiciones como la comprensión directa a partir de las características de cada fenómeno representado. Tal es el caso de los diagramas, gráficos y ecuaciones, por citar algunos.

Ciclo de refrigeración por compresión – Ciclo frigorífico.

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Lo que debes saber sobre la climatización

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Conceptos de climatización

Aire

Es un gas incoloro, insípido e inodoro, mezcla de diversos gases. Puede ser aire seco y aire húmedo. El seco es el que carece de humedad, y por ende el húmedo es el que la tiene. Es un transportador que puede llevar frío, calor, humo, vapor, suciedad, polvo, olores y también sonido.

Aire, sirve para refrescar el ambiente.

Temperatura

Es la escala usada para medir la intensidad del calor, también puede definirse como el grado de calor que tiene un cuerpo. Las escalas de temperaturas que más usadas son Celsius, Fahrenheit y Kelvin.

Con la temperatura, medimos el calor que sentimos.

Humedad

El aire contiene cierta proporción de humedad, la cual viene de la evaporación parcial de las grandes masas de agua que existen en la tierra y del vapor de agua que exhalan las personas, animales y vegetales en sus funciones orgánicas.

La humedad absoluta es la cantidad de vapor de agua por volumen de aire del ambiente; mientras que la humedad relativa lo que contiene una masa de aire en relación con la cantidad máxima de humedad absoluta que se produce sin condensación

Humedad en el ambiente.

Movimiento del aire

En los sistemas de aire de acondicionado es necesaria la capacidad de refrigeración y de limpieza del aire, pero si no se realiza una distribución correcta y un movimiento eficaz del aire, no se habrá cumplido el objetivo del acondicionamiento.

El movimiento del aire depende de la cantidad que circula y de la dirección en la cual se expulsa; ambos se determinan por el tipo de distribución de aire que se utilice, que puede ser directamente desde el equipo o a través de ductos para poder mantener uniforme la circulación y retorno del sistema de climatización ambiental.

El movimiento del aire puede ser de varias formas, puede ser con extractores o ventiladores.

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La temperatura de calefacción en inverno

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#Calefacción

Condiciones de diseño de invierno

La temperatura de diseño interior se debe considerar a la altura de respiración de un individuo, es decir, a 5 pies de altura. Es obvio que la línea de respiración no es, muchas ocasiones, un promedio de todo el espacio, ya que el aire caliente tiende a elevarse.

En lugares donde la altura del techo no es mayor de 20 pies, la temperatura aumenta aproximadamente un 2 % por cada pie arriba de la línea de respiración.

Cuando la calefacción se lleva a cabo a través de radiadores o convectores de tiro natural, en donde el aire tiene muy poca velocidad, es indispensable hacer la corrección necesaria y calcular con respecto a la temperatura promedio del salón y no con la de diseño interior que, como se mencionó, se considera a 5 pies de altura.

Temperaturas de diseño de interior recomendadas para invierno.

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QUÉ TIPO DE REFRIGERACIÓN USA TU REFRIGERADORA

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#JuevesdeRefrigeración

Refrigeración mecánica

La refrigeración mecánica se refiere a componentes fabricados por el hombre y que forman parte de un sistema ya sea cerrado (cíclico) o abierto. Dichos sistemas operan bajo ciertas leyes físicas que gobiernan el proceso de refrigeración.

Su usan actualmente en el acondicionamiento de aire para el confort así como congelación, almacenamiento, proceso, transporte y exhibición de productos perecederos.

Refrigeración industrial.

Sin la refrigeración sería imposible lograr el cumplimiento de la mayoría de los proyectos que han hecho posible el avance de la tecnología, desde la construcción de un túnel, el enfriamiento de máquinas, el desarrollo de los plásticos, tratamiento de metales, pistas de patinaje, congelamiento de pescados en altamar, hasta la investigación nuclear y de partículas, aplicaciones en el campo de la salud y otros.

Refrigeración comercial.
Un ejemplo típico está en los supermercados.

Sistemas de refrigeración industrial

Dichos sistemas se utilizan para disminuir la temperatura de un fluido basado en el intercambio calorífico con un producto refrigerante. Se suelen clasificar en base al tipo de refrigerante que utilizan y según su concepción.

Sistemas cerrados de refrigeración

Dichos sistemas cerrados funcionan mediante el uso de refrigerantes halogenados como los:

CFC (Clorofluorocarbonos)
HCFC (Hidroclorofluorocarburos)
HFC (Hidrofluorocarbonos)
• Otros: Sistemas de absorción de amoníaco, sistemas de bromuro de litio, etc.

Un sistema cerrado, tanto el refrigerante, como el fluido, tendrá que desplazarse a través de una serie de tubos, no estando en contacto con el medio

Climatización industrial.
Cortesía: Colt.es

Sistemas abiertos de refrigeración

Son sistemas de refrigeración industrial abiertos aquellos en el que el refrigerante/fluido que se desea enfriar estará en contacto directo con el medio.

Refrigeración del motor del automóvil.

Aplicaciones

Una de las aplicaciones importantes es la criogenia. En sí constituye un área altamente especializada de la refrigeración para lograr temperaturas muy bajas hasta cerca del cero absoluto (- 273ºC), cuando se trata de licuar gases como helio, hidrógeno, oxígeno, o en procesos de alta tecnología y energía atómica.

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