OBJETIVOS Al finalizar el estudio de esta unidad serás capaz de: •
Interpretar catálogos y planos de montaje de maquinas.
•
Interpretar esquemas de instalación y especificaciones técnicas.
•
Montar, instalar, regular y poner en marcha climatizadores autónomos.
•
Seleccionar climatizadores y fancoils utilizando catálogos de fabricantes.
•
Cablear y conexionar los elementos a partir de las especificaciones técnicas del fabricante.
Conocimientos que deberías adquirir
Conceptos •
Climatizador autónomo. Partes, circuito y funcionamiento.
•
Necesidades de espacio físico, de servicio y de huecos de cada tipo de climatizador.
•
Normas de configuración de las instalaciones de climatización.
Procedimientos sobre procesos y situaciones •
Interpretación de catálogos y planos de equipos, esquemas de instalación y especificaciones técnicas.
•
Montaje, instalación, regulación y puesta en marcha de climatizadores.
•
Descripción y análisis funcional de los sistemas que utilizan agua.
•
Descripción de los sistemas para la recuperación de energía
Actitudes •
Analítica respecto a la influencia de los componentes en el funcionamiento de la instalación.
•
Vigilante en lo que respecta a la seguridad y protección de los equipos.
•
Analítica respecto a la idoneidad de los componentes de una instalación.
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Contenidos generales •
La finalidad de esta unidad es divulgar los conocimientos básicos relacionados con la instalación de los diferentes sistemas de climatización existentes. Abordando las consideraciones y características necesarias a la hora de realizar una instalación de climatización.
•
Consultar las normas y reglamentaciones vigentes que regulan la instalación de equipos de aire acondicionado.
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1. INTRODUCCION 2. CLIMATIZADORES DE VENTANA 3. SISTEMAS PARTIDOS O “SPLIT” 4. MÁQUINAS COMPACTAS 4.1 Equipos horizontales 4.2
Equipos verticales
5. MAQUINAS PARTIDAS PARA CONDUCTOS 6. Conductos de distribución de aire 7. Sistemas de agua 7.1 Sistemas de dos tubos7.2 Sistemas de dos tubos 7.3 Sistemas de 4 tubos 8. Enfriadoras de agua 9. Maquinas Roof-top 10 Torres de refrigeración 11. Sistemas VRV 12. Unidades de tratamiento de aire 13. Recuperadores de calor 14. Montaje de una instalación 15. Puesta en marcha 15.1. Soplado con nitrógeno 15.2 Comprobación de fugas 15.3 Aislamiento térmico del tubo 15.4 Vacio de la instalación 15. 5 Carga de gas
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Introducción Los climatizadores autónomos son equipos muy habituales en las instalaciones pequeñas e individuales. Su gran expansión es debida a la gran demanda de climatización en hogares y comercios, así como a su fácil montaje. No podemos olvidar las instalaciones centralizadas que se instalan en supermercados, auditorios, grandes centros comerciales, etc.. En grandes instalaciones de aire acondicionado central, dada la facilidad del agua enfriada para circular por el sistema, se emplean los sistemas de agua enfriada de alta, baja presión y de absorción.
Por tanto necesitamos formarnos en este campo. Muchas de las imágenes del tema, así como las especificaciones técnicas, fueron buscados de catálogos, casas comerciales, libros técnicos, manuales de instalación, distribuidores y descargados de la red.
Actividad 1 ¿Qué sucedería si no aisláramos los tubos de aspiración y descarga? ¿Y si los aislamos los tubos juntos?
Vamos a ver los distintos tipos de instalaciones de climatización que nos podemos encontrar.
CLIMATIZADORES DE VENTANA
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Presenta algunos inconvenientes como es sobre todo el ruido al tener la unidad condensadora pegada al aparato, y el que hay que tener que hacer un agujero en la pared para colocarlo. Se coloca el aparato en el hueco del muro preparado, o en una ventana donde se ha cortado el cristal a la medida. Si el equipo es grande hay que realizar un soporte para la parte posterior con perfiles en L de al menos 35x35 mm. El hueco entre el aparato y la pared se sella con espuma de poliuretano, o con algún material flexible (goma, esponja). Se enchufa a una toma de corriente de 15 A. El drenaje de la parte posterior del aparato se conduce a un desagüe mediante un tubo flexible de 16 o 20 mm. Se arranca y se observa que no aparezcan ruidos de vibraciones. Climatizador de ventana
LIMATIZADORES PORTÁTILES: Los aparatos portátiles son los elementos más sencillos de instalar para la climatización de estancias de pequeño tamaño. Sólo necesitan un enchufe y una salida a la calle para el aire caliente.
SISTEMAS PARTIDOS O “SPLIT” En estos sistemas, tenemos la unidad interior por un lado y la unidad exterior por el otro.
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Las unidades interiores pueden ser:
Split mural
split de cassette
split de suelo
split de techo Las unidades exteriores pueden ser:
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cortinas de aire A la hora de realizar la instalación de un equipo split, seguiremos los pasos que nos indican en el manual de instalación, siguiendo los pasos siguientes: o
En las unidades exteriores hay que dejar por lo menos 15 cm
alrededor de todo el aparato, y en la zona de conexiones frigoríficas y eléctricas 30 cm.
o
En
la
parte
de
descarga del aire dejar por lo menos 1m libre. Siempre es preferible instalar el equipo en balcones o terrazas en lugar de la fachada del edificio.
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o
Marcado de los agujeros sobre la pared para los tubos de
conexión. o
Plegado del tubo de purga y de los tubos de refrigeración.
o
Instalación de la unidad
interna en el soporte de la pared,
evitando plegar las tuberías internas, evitar plegados excesivos con un radio inferior a 10mm, no quitar la tuerca avellanada del tubo de la unidad interna hasta que los tubos hayan sido conectados. o
Comprobar la purga de la unidad
o
Realizaremos las conexiones del refrigerante, abocardando los
extremos de los tubos. Enroscamos con la mano la brida dándoles unos giros para luego apretar con 2 llaves aplicando el par de torsión adecuado para evitar fugas de gas. La longitud máxima de las tuberías entre la unidad interior y la unidad exterior no debe soprepasar las indicadas en el manual de instrucciones. El diámetro de las tuberías frigoríficas varia dependiendo de la potencia del acondicionador de aire. o Hay que evitar también, que en los tubos de las instalaciones frigoríficas, penetre cualquier cuerpo extraño así como suciedad; polvo, tierra, etc.
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o Durante el tiempo de manipulación de las tuberías se debe tener los extremos de las mismas bien tapados mediante algún tipo de bolsa o en su defecto encintados. .
Una vez instalado, hacemos vacío a las tuberías, abrimos la tubería de la unidad exterior (vienen precargadas), purgamos la tubería y ya está. Actividad 2 ¿Qué sucedería si no respetáramos el diámetro de las tuberías a la hora de instalar un equipo de sistema partido? Estas máquinas en especial las invertir vienen muy ajustadas, por lo que se cargan a peso, ya que basta que nos pasemos 100 g de refrigerante para que ya no arranquen por sobrecarga. Si tuviéramos una fuga, habría que sacar el refrigerante, hacer vacío y meter la carga justa utilizando la balanza. Todos los equipos vienen con su correspondiente manual e indicaciones, como podemos apreciar en las figuras siguientes.
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1. Unidad condensadora. 2. Unidad climatizadora. 3 Control. 4. Línea de liquido. 5. Línea de aspiración. 6. Salida de condensados. 7. Cable de conexión eléctrica. 8 Cable de alimentación eléctrica. 9. Conexión para manómetros. 10. Pasamuros. Unas observaciones con los multi-split,: La unidad exterior al ser más voluminosa, deberemos estudiar su situación, de cara a molestias de ruido. Al tener una unidad exterior deberemos centrar las tuberías que tiramos hasta las unidades interiores. El
manojo de tubos y
cables lo cubriremos con una canaleta, con accesorios de curvas, tapas, etc. Si tenemos trazados ascendentes o bajo forjados utilizaremos barras perforadas fijadas a la pared, y a ellas amarraremos todas las tuberías de forma ordenada. Dado que los aparatos modernos permiten desniveles entre ambos equipos de
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15 a 20 m , podemos instalar la unidad exterior en la cubierta del edificio y bajar las tuberías por un patio de luces por ejemplo.
Climatización de cuatro habitaciones con dos sistemas 2x1
Actividad 3 En el supuesto de que el equipo sea tipo casette o empotrar como el de la figura. Describe los paso que deberíamos llevar a cabo para realizar su instalación si a diferencia de la foto tuviéramos ya instalado el falso techo.
MÁQUINAS COMPACTAS Aunque de mayor potencia y tamaño son exactamente iguales a los utilizados en instalaciones domésticas. Su montaje es muy sencillo pues no requiere personal técnico para su ajuste de funcionamiento, requiriendo únicamente líneas eléctricas, línea de drenaje y sistema de conductos que se encarguen de llevar el aire desde la máquina a las zonas de intercambio térmico tanto interior como exterior. Los equipos compactos aire - aire pueden variar en su forma dependiendo de si el montaje es horizontal o vertical. 11
Equipos horizontales: son los más comunes y se utilizan principalmente para redes de conductos de pequeño o mediano tamaño. El acceso a los componentes de la máquina lo podemos hacer desde los laterales o desde arriba, lo que facilita cualquier reparación importante que requiera la sustitución de elementos de gran tamaño como el compresor o los ventiladores. La posición de las salidas de aire tanto de condensación como de evaporación pueden ser modificadas cambiando de posición los paneles laterales, lo que resulta muy versátil y permite un montaje más sencillo.
Aquí lo tenéis con sus partes al aire.
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Se montan:
Montaje en cubiertas, este montaje permite que no se instalen conductos en la parte correspondiente al condensador. Únicamente necesitaríamos un conducto de aire de impulsión. En el lado del condensador, la máquina dispone de dos rejillas por las que entrará y saldrá el aire que se encarga de refrigerar el condensador.
Una maquinita de estas en el techo
Montaje en interiores: Este montaje se utiliza cuando no es accesible la cubierta del local. Requiere que destinemos una pequeña sala de máquinas para alojar el equipo dentro del local o que bajemos el techo si se trata de un tipo de local como una nave industrial que lo permita. Aunque la instalación con
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conductos no es muy ruidosa hay que colocarlos principalmente en trasteros, aseos o cocinas. Nunca en salones y dormitorios. Hay que montar conductos para tanto en el lado de evaporación como de condensación, requiriendo cuatro conductos. Al situar el equipo tenemos que procurar dejar un espacio en los laterales de al menos 0,60m, con acceso a la caja de conexiones eléctricas y frigoríficas. Se sujetan igual que los cassettes mediante varillas roscadas fijadas con tacos adecuados absorbentes de vibraciones. Los equipos suelen llevar unas orejetas en los laterales para fijarlos mediante varillas roscadas, tuercas y arandelas grandes.
Montaje de una máquina compacta horizontal en el interior de una vivienda, concretamente en el falso techo.
Montaje en interior de local comercial
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Ejemplo de montaje en techo
Equipos verticales: Se ubican apoyadas sobre el suelo generalmente en una sala de máquinas contigua al local a acondicionar. Facilitan el mantenimiento por el fácil acceso a los elementos. En estos equipos el montaje del evaporador y condensador se realiza en altura colocando una zona sobre la otra. Este tipo de máquinas se suele colocar contigua al espacio que pretendemos acondicionar, colocándolos sobre una bancada de al menos 5 cm sobre el nivel del suelo, para evitar su corrosión, o utilizar soportes antivibratorios.
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Prácticamente nunca se monta en zonas exteriores y además hay que dejar una pequeña sala en el interior del local para realizar su montaje. Hay que evitar situar salidas de aire a calles a una altura inferior a 2 metros para evitar molestias a los viandantes. Atención En muchos ayuntamientos se prohíbe la descarga de aire a menos de 2 metros sobre el suelo.
MÁQUINAS PARTIDAS PARA CONDUCTOS En estos equipos tenemos separadas las dos partes del circuito frigorífico. La unidad exterior se coloca normalmente en la cubierta del edificio. Ésta permanece en contacto directo con el aire exterior, mientras que la unidad interior queda alojada en el interior de local que vamos a climatizar. Son equipos muy voluminosos y pesados. Para colocarlos sobre el falso techo es necesario disponer de un elevador adecuado neumático o telescópico, par realizar el trabajo con seguridad, además del andamio adecuado. Para repartir el caudal de aire producido por la unidad interior deberemos embocarlo a los conductos y realizaremos las conexiones frigoríficas como en el caso de los splits de pared. A la hora de la puesta en marcha, una vez este finalizado el local y tengamos tensión, pondremos en marcha el equipo y ajustaremos la red de distribución de aire para que todas las bocas de salida queden equilibradas. Comprobaremos que la instalación no haga ruido ni resulten corrientes de aire molestas en las zonas ocupadas.
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Se utilizan en locales de dimensiones intermedias (100 m2 a 500 m2) conduciendo el aire tratado a las estancias a través de conductos y distribuyéndolo mediante rejillas o difusores. Aquí es de destacar las máquinas de baja silueta con una altura de 24 cm que se pueden ubicar en los falsos techos.
CONDUCTOS DE DISTRIBUCION DE AIRE Los conductos son los encargados de distribuir el caudal generado por el ventilador por distintos espacios o zonas. Siendo el ventilador el que genera mediante presión un caudal de aire en el interior del conducto, que generalmente se va dividiendo en ramas, de forma que el aire se
va
repartiendo
por
las
diferentes salidas.
Podemos visitar páginas de Internet, relacionadas con el diseño y calculo de conductos.
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http://www.sodeca.com http://climatizacion.cype.es/
Actividad 4 Busca manuales de montaje de conductos de fibra:
Actividad 5 Busca información acerca del programa Líder del Código Técnico de Edificación. Actividad 6 Como ampliación a este tema busca información e indica los pasos a seguir a la hora de realizar una instalación de conductos de fibra, así como las diferencias existentes con una instalación de conductos de panel de chapa.
SISTEMAS DE AGUA Con este sistema lo que hacemos es enfriar agua y circularlo a través de unos radiadores (se llaman fan-coils) para calentar/refrigerar los distintos espacios.
o Facilidad de instalación, no necesita personal frigorista o Permite ampliar o reducir las instalaciones fácilmente. o Permite utilizar materiales plásticos con el consiguiente ahorro de cobre (para el circuito de agua). Inconvenientes:
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o No pierde refrigerante, pero si empieza a perder agua, ojo con las humedades. o Aumenta el consumo (hay que contar con el circulador de agua) y también los ruidos.
Sistemas de dos tubos: Este sistema produce frío o calor, pero no las dos cosas a la vez. Para ofrecer calor lo que hacemos es invertir el ciclo.
Sistema de dos tubos (enfriamiento y calefacción): Con este sistema podremos ofrecer frío o calor, pero instalamos una caldera de apoyo.
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Sistema de cuatro tubos (enfriamiento y calefacción): Aquí los fan-coils tienen dos baterías independientes, una para refrigeración y la otra para calefacción, con circuitos de agua diferenciados, lo que nos permite tener a la vez calefacción y refrigeración.
Recordaremos las temperaturas de agua que ya hemos visto en el tema 3. A
la
hora
de
instalar
los
fan-coils
deberemos de tener en cuenta: 1. Colocar los termostatos de dentro de la estancia lejos de los chorros de aire de refrigeración, así como lejos de los chorros de aire de refrigeración, ventanas y puertas
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abiertas, fuentes de calor como ordenadores, fotocopiadoras, máquinas de café y luz directa del sol. 2. No deben obstruirse las aberturas de los fan-coils. 3. Proveer acceso para desmontar y limpiar el filtro. 4. Ojo al drenaje de condensados. La parte alta y baja deberá tener como mínimo 2% de desnivel para facilitar la evacuación de agua Volumen mínimo de agua El volumen mínimo de agua dentro del sistema a modo de orientación debe ser de 10 litros de agua por kw de potencia frigorífica. Selección de válvulas Se pueden utilizar válvulas de dos o tres vías. Las válvulas de dos vías (las de toda la vida) se producen oscilaciones de agua muy altas, ya que los caudales instantáneos pueden ser tan altos que comprometan la precisión de funcionamiento y la seguridad de operación. Hay que colocar por tanto un bypass en la red de tuberías. Lo mejor es montar válvulas de tres vías on/off. Consideraciones finales En los sistemas de dos tuberías deberemos asegurar que antes del cambio de calentamiento a enfriamiento, se ha enfriado el circuito de agua. La bomba
ha de ser puesta en
marcha regularmente incluso cuando está parada. De esta manera se evita el bloqueo de la bomba como consecuencia de la cal del agua.
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Enfriadoras de agua. Son equipos compactos que se instalan en el exterior del edificio, en patios o sobre la cubierta del mismo. Tienen una gran batería en forma de V, y en su interior alojan todo el circuito frigorífico, hidráulico y de control, de forma
que
instalación
solo y
se
precisa
conexión
a
su la
alimentación eléctrica, y al circuito de distribución de agua. El circuito de agua debe diseñarse con el menor número posible de codos tramos horizontales de tubería a distintos niveles. Se instalaran válvulas de purga de aire automáticas o manuales en los puntos altos de los circuitos, así como termómetros tanto en las conexiones de entrada como de salida de agua. Debemos utilizar conexiones flexibles para reducir la transmisión de vibraciones. Aislar todas las tuberías después de verificar que no hay fugas, para reducir las pérdidas de calor y evitar la condensación. 22
Antes de la puesta en marcha, verificar que los circuitos de agua estén conectados a los intercambiadores de calor (por ejemplo, que no se ha cambiado el evaporador por el condensador) y que el liquido del intercambiador de calor es compatible con los materiales y con el revestimiento del circuito de agua.
La figura representa un sistema de aire acondicionado elemental el cual esta formado por un equipo enfriador de agua, equipo de bombeo, maquina acondicionadora de aire elemental, que a su vez esta formada por un ventilado y un serpentín por el cual circula el elemento que proporciona el acondicionamiento (por ejemplo: agua helada o agua caliente); según sea el caso de acondicionamiento.
En grandes instalaciones podemos instalar varias unidades en paralelo, para conseguir la potencia total y tener más seguridad en caso de avería de una de ellas.
MÁQUINAS ROOF-TOP” 23
Desde 6.500 Kcal/h hasta 130.000 Kcal / h en sólo frío y bomba de calor. Se ubican sobre los tejados del local a acondicionar. Permiten la instalación sencilla de serie de sistemas freecooling. Estos sistemas permiten el acondicionamiento
del
local
introduciendo únicamente aire del exterior cuando la temperatura es inferior a 20 º C con lo que se produce un gran ahorro de energía. Es decir: que no sólo recirculan el aire, además pueden introducir aire del exterior. Estas máquinas también se llaman CHILLER. Generalmente son máquinas condensadas por aire y evaporadas por agua, pero se caracterizan porque internamente incluyen todos los elementos necesarios para el funcionamiento del circuito hidráulico. No tienen necesidad de incluir ningún elemento adicional, así solo hay que realizar el trazado de tubería desde el emplazamiento de la máquina chiler hasta las unidades terminales. A la hora de situar la unidad tendremos en cuenta las siguientes indicaciones: -
La estructura deberá soportar el peso de funcionamiento de la unidad de acuerdo a los datos técnicos que nos suministra el fabricante.
-
El espacio será el suficiente para servicio y el flujo de aire alrededor de la unidad (ver fig. 2). Si se instale en el suelo, escoger una situación donde no haya posibilidad de inundación.
-
Prever amortiguaciones adecuadas en toda la instalación, de forma que se evite la transmisión de ruidos. Ver tema 1-
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IMPORTANTE: Asegurarse que todos los paneles estén fijados en sus sitios antes de mover la unidad. Elevar y bajar la unidad con cuidado, utilizando una cadena con una longitud mínima de 5 m, y un gancho apropiado.
Figura 6 Hueco para conductos (unidad standard)
La impulsión y retorno de aire a la unidad puede hacerse por la parte trasera (ver fig. 9)
Figura 9
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Es necesario dotar de un buen ajuste y estanqueidad entre conducto y bancada para evitar la entrada de humedad ó aire en el inmueble, usando los necesarios sellantes y juntas. ATENCION: No realizar ningún taladro en la base de la zona de intercambiador interior para no dañar la bandeja de recogida de condensados. Debe procurarse el correcto nivelado de la unidad, evitando problemas de drenaje. Hay que prever una tubería de drenaje: tubería de acero galvanizado, tubo de cobre o plástico transparente para la evacuación de condensados. Si para el drenaje se ha empleado un material rígido, es necesario prever en la línea de desagüe algún tipo de acoplamiento elástico para que absorba las posibles vibraciones de la unidad. - Es conveniente hacer un sifón de las dimensiones adecuadas
Figura 11 Detalles drenaje de condensados - La línea de desagüe debe llevarse siempre por debajo de la propia conexión, y con cierta inclinación para que facilite el drenaje.
La alimentación eléctrica de la unidad y el desequilibrio de fases debe estar entre un 2% de tensión y un 10% de intensidad indicado en la placa de características.
IMPORTANTE: Para realizar la alimentación eléctrica de la unidad (entrada de cables, sección de conductores, protecciones, etc..) Consultar la tabla de datos eléctricos, esquema eléctrico que se envía con las unidades y normativas vigentes que regulan la instalación de aparatos de aire acondicionado.
TORRES DE REFRIGERACION Como sabemos las torres de refrigeración pueden ser de diferentes tipos satisfaciendo las necesidades de caudal de agua. Pueden ser de: tiro natural ( por medio de altas chimeneas) o de
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tiro mecánico( por medio de ventiladores, también de tipo axial o centrifugo). Podemos definir una torre de refrigeración de agua como un intercambiador de calor de tipo evaporativo y contacto directo, realizándose el paso de de calor de un fluido a otro, pero con la singularidad de que estos fluidos son siempre agua (fluido a enfriar) y aire (fluido enfriador), estando en contacto sin que intervenga ningún otro elemento. A la hora de realizar la instalación, estas torres se acomodaran en el exterior, sobre el suelo, la azotea de un edificio o intentando que la torre se encuentre un poco mas alta que el equipo de acondicionamiento. Se dispondrá al exterior para que el aire ambiente que les circunde sea lo más frio posible y se evite que el aire saturado de humedad que sale de la torre vuelva a ser aspirado por el ventilador lo que afectaría a su rendimiento. A la hora de montarla seguiremos las indicaciones del fabricante . La orientaremos teniendo en cuenta el suministro de aire a los ventiladores. Esquema de instalación de aire con torre de refrigeración.. 1. Equipo acondicionador. 2. Condensador. 3. Válvulas manuales. 4. Bomba centrífuga. 5. Tubería agua caliente. 6. Tuberia agua fría. 7. Torre de refrigeración.
Si la instalación es en el interior de un edificio, en un recinto cerrado, mantendremos la entrada de agua sin estrangulaciones y evitando la recirculación. Es indispensable que la insuflación de aire se halle canalizada hasta el exterior, y que la aportación de aire ambiente pueda hacerse fácilmente, teniendo alrededor del ventilador un espacio libre de al menos 2m.
Actividad 7 Necesitamos reponer el agua de una torre de refrigeración. Busca información sobre los posibles métodos que existen en el mercado y coméntalos con el grupo.
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SISTEMA VRV “Sistema de Volumen variable” Este sistema nos permite obtener frío y calor a la vez. Son máquinas con un bajo costo de instalación y gran ahorro energético debido a las diferentes posibilidades de funcionamiento, con variadores de frecuencia, sistemas inverter para los compresores, by pass, etc.. Aquí
tenemos
un
esquema
de
una
de
estas
instalaciones, donde se ven las tres tuberías, la de líquido, la de aspiración y la de descarga.
Si bien su instalación se aprecia sencilla, ésta requiere en el proceso de montaje respetar las normas de fabricante, soldamos tuberías de frío con todo lo que ello conlleva. El personal que realice la instalación debe ser cualificado para no perder la garantía de los equipos. Debemos ser muy finos a la hora de realizar los cálculos, calculando las capacidades de las unidades terminales, los diámetros de las tuberías en todos los
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tramos del recorrido, los puntos de toma de presión. La ubicación de las unidades productoras, su acoplamiento. Tenemos que extremar al máximo el tendido y soldadura de toda la red de distribución, así como su aislamiento. Debemos tener mucho cuidado como siempre, en el caso de fuga de gas en el interior de una habitación y dado el gran volumen de refrigerante en el sistema, podría desplazar totalmente el aire de dicho recinto, provocando la asfixia de sus ocupantes. Deberemos
limitar
el
número
de
equipos
conectados, algunos equipos permiten conectar hasta 29 unidades interiores, debemos mirar siempre no obstante la concentración máxima que permite el Reglamento de Instalaciones Frigoríficas.
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ACTIVIDAD 8 Por las características que lo diferencian
de
los
sistemas
ya
existentes, se cree que el VRV tiene grandes
posibilidades
de
masificación en el mercado. Busca y amplia información sobre este tipo de sistemas.
UNIDADES DE TRATAMIENTO DE AIRE Se fabrican a medida mediante secciones o módulos que se van acoplando en serie, hasta formar el equipo. Estos equipos controlan con precisión la calidad del aire de un local, temperatura, humedad y renovación. La unidad puede ser instalada directamente sobre suelo capaz de soportar su peso. Es oportuno, de cualquier manera, construir, una base de hormigón o de perfiles metálicos. El instalador deberá cuidar de que la posición de la unidad permita todas las operaciones de mantenimiento y sustitución de los componentes. Es conveniente, por este motivo, dejar alrededor de la unidad espacio suficiente. El montaje de las necesarias protecciones aplicadas a la base debe de realizarse de tal manera que no se produzcan filtraciones de agua. Se debe por tanto prestar atención a las juntas y al sellado con silicona.
Actividad 9 Algunos informáticos
fabricantes, para
proporcionan
seleccionar
programas
adecuadamente
sus
equipos. Busca y amplia información. . RECUPERADORES DE CALOR Los equipos de recuperación de energía, tienen como su nombre indica, la misión de recuperar la
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energía de una masa de aire que por su calidad ya no es válido y debe renovarse. Sin embargo, térmicamente es perfectamente aprovechable ese aire, pues se encuentra en un valor similar al valor de consigna que queremos alcanzar. La energía recuperada se utilizará principalmente para realizar un tratamiento previo al aire de renovación que vamos a introducir en el local.
EJEMPLO: Tenemos un local en verano que se encuentra a una temperatura de 26ºC, pero el aire debe renovarse. Es un derroche tirar este aire a la calle y coger aire limpio a una temperatura de 33ºC par luego tener que enfriarlo. Si en el local del ejemplo anterior añadiéramos un recuperador de energía, conseguiríamos que el aire de extracción a 26ºC fuera utilizado para enfriar el aire de renovación que cogemos del exterior. Así conseguiríamos enfriar este aire que acabamos de coger pasando aproximadamente de una temperatura de 33ºC a 27,8ºC. La bajada de temperatura dependerá del tipo de recuperador empleado y de la eficiencia del mismo.
Si el local funciona también en invierno el recuperador actuará de la misma forma. El aire de la habitación que pretendemos renovar se encuentra a 20ºC utilizando toda esa energía gracias al intercambiador para calentar el aire nuevo del exterior, pasando el aire introducido de tener una temperatura de 0ºC a 14,8ºC.
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Las razones que llevan al montaje de este tipo de equipos son dos: Por la normativa de climatización. El uso de este tipo de recuperadores está obligado por la normativa cuando tenemos instalaciones de cierta potencia y características. Las características que tendrán que cumplir para su montaje son las siguientes (citamos textualmente según la normativa): "Cuando el caudal de un subsistema de climatización sea mayor que 3 m³/s y su régimen de funcionamiento sobrepase mil horas por año,.........., con una eficiencia mínima del 45%......". Por motivos económicos o ecológicos. El uso de recuperadores bien dimensionados y empleados incluso fuera de los márgenes obligados por la normativa, pueden suponer ahorros importantes en el gasto de climatización. Además el gasto del equipo y montaje se rentabiliza en un periodo corto, pues alguno de los sistemas empleados son relativamente económicos. Para el dimensionamiento del recuperador tendremos que tener presente el número de renovaciones a la hora que las normas UNE nos indiquen en función del tipo de local del que se está extrayendo el aire.
IMPORTANTE: Las renovaciones hora nos indican cuántas veces en una hora cambiamos por completo el aire del local. Existen varios sistemas para la recuperación de energía como son: Recuperadores entálpicos, Recuperadores de doble batería y Recuperadores de placas con flujos cruzados a contracorriente.
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MONTAJE DE LA INSTALACIÓN. A la hora de realizar una instalación hay que tener en cuenta una serie de puntos que vamos a concretar: •
Tener muy claro y a mano el esquema de fluidos.
•
Nadie realiza una instalación sin el esquema de fluidos, el eléctrico y el
listado de piezas. •
Respetar todas las normas de seguridad.
•
Cada vez que soldemos hay que proteger todos aquellos mecanismos
(electroválvulas, compresores,...) que puedan pasar a mejor vida como consecuencia de un brusco calentamiento. •
Hay que proteger las tuberías y accesorios con tapones para que no entre
la humedad. •
Hay que medir bien y aprovechar el cobre, ya que es caro.
•
Prever conexiones para conectar elementos auxiliares.
•
El trazado de las tuberías tiene que
ser principalmente horizontal o vertical, siendo las excepciones, las líneas de aspiración a las que se les debe dar una
ligera
pendiente
hacia
el
compresor para el retorno del aceite, mientras que la línea de descarga debe tener
una
ligera
inclinación
descendente. •
A la hora de poner las tuberías, además de que cada una debe ser del
diámetro adecuado, tenemos que tener en cuenta el retorno de aceite, ya que si no es adecuado y se forman bolsas dónde se deposita el aceite, el compresor se puede quedar sin él, con el consiguiente peligro de gripado. Ante cualquier duda acudir a las tablas
del diámetro de tubería en función del
refrigerante utilizado. •
Las tuberías tienen que estar sin abolladuras (ojo a las curvas). Las curvas deben ser lo más suaves posible, sin codos bruscos, ni giros raros. Recordar que según la longitud de la tubería, la capacidad del equipo se ve reducida, teniendo que aplicar los factores de corrección adecuados a las unidades.
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•
Aislar
los
tubos
por
separado
con
coquilla
especial
para
aire
acondicionado. Nunca aislar los tubos juntos.
PUESTA EN MARCHA SOPLADO CON NITRÓGENO Una buena práctica en el momento de terminar el montaje de una instalación, es el soplarla con nitrógeno para expulsar el aire, y limpiar los tubos. La forma de hacerlo es la siguiente:
Esta es una operación que no lleva tiempo y nos limpia el sistema de cascarillas, humedad, residuos de soldadura
COMPROBACIÓN DE FUGAS Para realizar la prueba de fugas, abra las dos válvulas de servicio completamente y aplique mediante una brocha, agua jabonosa a las conexiones del tubo frigorífico. Compruebe que no se crean burbujas en las conexiones. En el caso de hallar una fuga apriete de nuevo las tuercas. Si la fuga persiste recogeremos el gas en la unidad exterior, cortaremos el abocardado defectuoso y volveremos a realizarlo. Nunca usar oxígeno para probar ni limpiar una instalación frigorífica.
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El oxígeno en contacto con el aceite y las grasas es una mezcla AUTOEXPLOSIVA. NUNCA se debe probar una instalación frigorífica introduciendo agua en el circuito. EL AGUA ES EL ENEMIGO N° 1 DE LAS INSTALACIONES FRIGORÍFICAS.
Aislamiento térmico del tubo Tras
las pruebas de fuga y secado en vacio, se procederá al aislamiento
térmico del tubo. Esta necesidad se define por las siguientes razones: •
Evitar sobrecalentamiento externo del vapor de refrigerante al pasar por la tubería de aspiración. En caso contrario la capacidad disminuye y se corre el riesgo de quemar el compresor.
•
Evitar la formación de roció alrededor de la tubería de aspiración.
•
Evitar quemaduras por contacto directo con la tubería de descarga.
VACIO DE LA INSTALACIÓN El vacio es uno de los procesos fundamentales en cualquier instalación de aire acondicionado. Por eso, antes de poner en marcha una instalación, lo que vamos a hacer es el vacío, para sacar la humedad del sistema.
Para
hacer
el
vacío
utilizaremos una bomba de vacío, las cuales hay tres, las rojas para CFC y HCFC, y la verde que la utilizaremos para HCFC. No se deben utilizar con distintos refrigerantes. Estas bombas de vacío lo que hacen es chupar el aire que está dentro del sistema.
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El tiempo de vació depende de la longitud de las tuberías, de todas formas podemos decir que 30 minutos es el tiempo mínimo. Dicho procedimiento es también un buen indicador de posibles fugas, con lo cual, podemos definir dicho proceso como garantía de buen funcionamiento. A la hora de hacer el vacío, cogemos la bomba, comprobamos que su nivel de aceite sea el correcto, y la conectamos al puente de manómetros: 1. Con las válvulas totalmente cerradas (tal y como vienen de origen), conectar la manguera de baja presión del analizador (Azul) al obús de carga de la válvula de 3 vías (válvula de gas). 2. Conectar la manguera central del analizador (Amarilla) a la bomba de vacío. 3. Poner en marcha la bomba de vacío y abrir la llave de baja (Lo) del analizador.
La aguja del manómetro de baja se moverá por debajo de 0. Mantener el funcionamiento de la bomba durante al menos 20 minutos. (Si el manómetro no cambia de 0 a 0,76 Kpa o -30 lbs el circuito frigorífico está abierto, revisarlo ya que podría existir una fuga). 4. Cerrar la llave de baja (Lo) del analizador y apagar la bomba. Una vez que ha acabado el vacío, (al cerrar el puente de manómetros la bomba no cambia de sonido), antes de apagar la bomba, cerramos el puente de manómetros, sino entrará aire al sistema, y lo que es peor, el aceite de la bomba será chupado por el circuito. Atención siempre en este orden: CERRAR y PARAR. Mantener durante aproximadamente 10minutos, controlando que la aguja no se mueva. De este modo se puede comprobar que no existen fugas. En caso contrario, será necesario detectar el punto de fuga y repararlo. 5. Abrir totalmente las válvulas de servicio con una llave hexagonal.
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6. Poner la máquina en marcha y comprobar que la presión de trabajo es la correcta. 7. Desconectar las mangueras de carga de la bomba de vacío y del obús de carga. 8. Montar los tapones de las válvulas.
CARGA DE GAS Todo circuito frigorífico está diseñado para trabajar con una cantidad específica de refrigerante. Si el circuito frigorífico trabaja con una cantidad mayor o menor, el rendimiento del mismo disminuye y a medio o largo plazo se podrían averiar ciertos componentes. La precarga realizada en fábrica está calculada para una instalación con una distancia determinada según el fabricante entre unidad interior y exterior. En el caso de que la distancia exceda los m habrá que añadir refrigerante en proporción a la distancia de la instalación. Para realizar una carga de refrigerante es necesario:
– Manómetro de baja – Termómetro ambiente - Gas refrigerante A la hora de realizar la carga se deberán utilizar los manómetros, mangueras y material frigorífico adecuado a la carga de refrigerante. En los nuevos equipos de climatización para aire acondicionado, de baja y media potencia, bombas de calor reversibles, etc. Se está utilizando el R410A. Es un refrigerante de alta seguridad, no toxico y no inflamable aun en caso de fugas. Atención especial a los niveles de presión, al ser una mezcla casi-azeotropica debe cargarse en fase liquida. Si la unidades trabajaran siempre en las mismas condiciones de temperatura tanto interior como exterior, sería muy fácil comprobar su carga de refrigerante.
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Teniendo en cuenta que los aparatos de aire acondicionado están diseñados para que trabajen a una presión en el circuito de baja de alrededor de 4,5 Kg/cm2 que equivaldría a una temperatura de evaporación de 4°C solo habría que añadir gas al circuito hasta conseguir alcanzar esta presión de funcionamiento en baja. La capacidad de los sistemas de climatización se puede ver muy afectada por el hecho de que se haya realizado una carga excesiva o insuficiente de refrigerante. Deberemos cargar el volumen prediseñado de refrigerante en los casos siguientes: -Cuando no se ha cargado refrigerante en fábrica. -Tras reparar la tubería de refrigerante. Realizando en ambos casos un secado en vacio antes de la carga. En el caso de que debamos cargar refrigerante adicional porque la longitud de la tubería supera las medidas estándar, calcularemos el volumen en función del diámetro de las tuberías, la longitud de los mismos y las especificaciones técnicas del fabricante. Deberemos realizar unas comprobaciones previas tanto a la puesta en marcha como posteriores a la misma.
Actividades autoevaluación Actividad 1 Ya tenemos un equipo instalado, vamos a disponer a realizar su puesta en marcha.¿Que pasos deberíamos seguir de comprobación antes de dicha puesta? Actividad 2 Durante la prueba de funcionamiento de un equipo de climatización ¿Qué puntos deberíamos medir?
Actividad 3 Necesitamos climatizar un salón de actos de una casa de cultura, donde se realizan actuaciones, conciertos, obras de arte. Como ya hemos comentado a lo largo del tema, una UTA es un equipo fabricado o ensamblado , bajo pedido. Que fases estudiarías a la hora de seleccionar una UTA.
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Actividad 4 En todo equipo Split hay unos determinantes que condicionan las presiones de trabajo y alguno de ellos varía dependiendo de las condiciones climatológicas. ¿Cuáles son esos factores?
Actividad 5 ¿Cómo comprobamos que un equipo esté trabajando con mucha o poca carga? Actividad 6 Busca información sobre: Soporte y suspensiones de conducto, elementos de fijación, accesorios de ventilación. Actividad 7 ¿Qué se entiende por vaciado en una torre de refrigeración? Actividad 8 Completa la tabla siguiente, en la que relacionamos los problemas relacionados con las obras de instalación. Problema
Motivo probable
El sistema no funciona Perdida de refrigeración Fuga de agua Funcionamiento ruidoso
Actividad 9 Calcula la longitud de tubería real y la longitud de tubería equivalente de la siguiente instalación, utilizando tubo de ¾”. Acuérdate que cuanto mayor es la diferencia de alturas menor es la potencia frigorífica y mayor es el consumo eléctrico. Una tubería de aspiración demasiada larga o una diferencia de altura excesiva entre la condensadora y la evaporadora dificulta el retorno del aceite hacia el compresor.
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Actividad 10 ¿Qué tipo de válvula corresponde la figura? ¿En que equipos la podemos ver?
Respuestas actividades Actividad 1 Como ya sabemos por los tubos circula refrigerante, al no aislarlos parte del agua contenida en el aire circundante se condensaría y gotearía, produciéndose una considerable pérdida de potencia frigorífica. Al aislar los tubos juntos, la potencia frigorífica de la unidad se vería reducida. Actividad 2
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Perjudicaríamos el funcionamiento de la unidad y dañaríamos el compresor, el diámetro de las tuberías está calculado para que el refrigerante fluya a una velocidad determinada asegurándose que de esta forma arrastre el aceite con él. Actividad 3 Deberemos: Cortar el falso techo de escayola mediante la plantilla que nos suministra el fabricante con el equipo, normalmente viene en el interior del embalaje. Anclamos el quipo al techo mediante 4 tacos, varillas roscadas, tuercas y arandelas adecuadas. Si el techo nos lo permite, clavaremos un perfil perforado con varios tacos y de este perfil colgaremos el aparato, dejándolo nivelado y enrasado con la parte inferior de la escayola. No debemos olvidar que el equipo debe quedar lo más lejos posible de las personas y sus asientos habituales, sillones, etc..Si tenemos habitaciones muy altas no debemos colocar el aparato mas de 2,5m sobre el suelo. Actividad 4 Comenta con tutor y compañeros la información recogida. Actividad 5 El programa LIDER del Código Técnico de la Edificación es la aplicación informática oficial del Ministerio de la Vivienda que justifica el cumplimiento de la opción general de verificación de la exigencia de Limitación de demanda energética (HE1), establecida en el Documento Básico de Habitabilidad y Energía del Código Técnico de la Edificación. Actividad 6
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Actividad 7 Los sistemas que existen son: o Válvula de flotador. o Usar interruptores de flotador. o Introducir electrodos dentro del agua para medir el nivel.
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Actividad 8 Comenta con tu tutor/a la información requerida sobre este tipo de instalación. Actividad 9
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Respuestas Autoevaluación 1.
Pasos a seguir:
Búsqueda de daños internos en la unidad. Verificación de cableado interno. Comprobación del ventilador. Comprobación de toma a tierra. Verificar fugas de refrigerante o aceite. Conexión de alimentación eléctrica. Puesta en marcha de la instalación. 2.
Podemos tomar como puntos de medición: Tensión y corriente de funcionamiento. Presión de descarga y aspiración. Temperatura del aire o agua, salida del compresor y evaporador.
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Temperatura del aire o agua, entrada del compresor y evaporador. Temperatura del gas de descarga y aspiración. Temperatura del líquido antes de la válvula de expansión. 3. Una vez calculada la carga térmica del local . Aplicaremos un coeficiente de seguridad en la selección del equipo de un 5% al 10%, ya que el rendimiento del equipo puede bajar por las condiciones de mantenimiento. Calculamos el caudal de ventilación, dependiendo de su ocupación, pudiendo ajustarse automáticamente o mediante un temporizador. Calcularemos los valores de temperatura y humedades interiores y exteriores, en función del uso del local y su situación. Analizaremos los niveles de confort : temperatura, humedad relativa, limpieza de aire. Necesidad de recuperación del calor de extracción. En grandes instalaciones es obligatorio recuperar las calorías del aire extraido y cederlas al aire de ventilación introducido ( en caudales de ventilación mayores de 4 m3/s) Posibilidad de enfriamiento gratuito por funcionar en horario nocturno. Temperaturas de los circuitos de agua fría y caliente. Espacio disponible. 4. Son: El compresor, capilar, temperatura del aire exterior. Temperatura y humedad relativa interior. De ellos los elementos fijos son el compresor y el capilar. Siendo el más determinante y variable la temperatura del aire exterior. 5. Comprobando sus presiones de funcionamiento. A mayor carga de gas mayor presión; a menor carga de gas menor presión. Si la unidades trabajaran siempre en las mismas condiciones de temperatura tanto interior como exterior, sería muy fácil comprobar su carga de refrigerante.
6. Se trata simplemente de expulsar parte del agua circulante. Añadimos agua, para reponer la que se elimina con el vaciado, y así se diluye el agua que ha quedado y se reduce su contenido mineral. El agua evaporada deja atrás los materiales sólidos que contiene como partículas de polvo, minerales y algas. Su eliminación es difícil, convirtiéndose en una sustancia parecida al cemento. Depositándose
algunas de estas partículas s en la parte más caliente del
condensador, la salida y actuaran como aislante en el intercambiador de calor, lo que aumentara la presión de descarga. 8. Problema
Motivo probable
El sistema no funciona
Cableado incorrectamente conectado Tension incorrecta
Perdida de refrigeración
Fuga de refrigerante
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Fuga de agua
Tubo de drenaje incorrectamente conectado Tuberías incorrectamente aisladas
Funcionamiento ruidoso
Unidades incorrectamente instaladas Tuberías no adecuadas
9.
Debemos calcular la longitud de la línea central de la tubería
LA=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=3+2+3+2+3+2+4=19m.
La longitud de la tubería equivalente LE= longitud de la tubería real+ NlxLl + NtxLt= 19+6x0,35 =21,1 m Nota: el 0,35 viene de la longitud equivalente del accesorio de junta en L de ¾” Deberemos respetar las diferencias de alturas máximas indicadas en el manual de instalación de cada modelo. 10. Es una válvula solenoide que permite cambiar la dirección del refrigerante en el circuito frigorífico. Permite la inversión del ciclo y convierte el circuito frigorífico en una bomba de calor.
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