Instalaciones II-2015-Unidad 1-Sistemas.pdf

SISTEMAS DE CALEFACCION

1. Facultad de Arquitectura
UNIVERSIDAD
NACIONAL DE CUYO
INSTALACIONES 2
ACONDICIONAMIENTO ARTIFICIAL

2. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO

Unidad Nº 1

SISTEMAS DE
ACONDICIONAMIENTO
DE AIRE
Facultad de Arquitectura
UNIVERSIDAD
NACIONAL DE CUYO

3. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
1. Por su Misión
1.a) Confort
1.b) Procesos Industriales
CLASIFICACIÓN
2. Por Estaciones
del Año
2.a) Aire Acondicionado (Todo el Año)
2.b) Aire Acondicionado (Verano)
2.c) Aire Acondicionado (Invierno)
3. Por su Instalación
A. Equipos Compactos Autocontenidos o
Semicentralizados – Expansión Directa
A.1) A.A. Individual (Ventana o Muro)
A.2) A.A. enfriado por aire (Roof Top)
A.3) A.A. Autocontenido enfriado por aire
A.4) A.A. Autocontenido enfriado por agua
A.5) Separados (Split)
B. Sistemas Centrales
B.1) Todo Aire (UTA)
B.2) Todo Agua/Vapor – Aire (Fan Coil)
B.3) Aire – Agua: B.3.1) UTA
B.3.2) Inducción
B.3.3) Mixtos o especiales

4. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
4. Según
Fluido
4.a) Monoconducto 4.a.1) Caudal Variable (VAV)
o
Convencional 4.a.2) Caudal Constante

4.b) Doble Conducto
Todo Aire
Agua – Aire
Todo Agua
4.c) Fan Coil

4.d) Inducción
Fluido Frigorífico (VRV)

5. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
5. Según
Centralización
5.a) Centralizados
5.b) Semicentralizado
5.c) Descentralizado
6. Según
forma de
la Unidad
6.a) Central (Modulares – Grandes espacios)

6.b) Autónomos
7. Según
Velocidad
del Aire
7.a) Baja Velocidad (< 11 m/s)

7.b) Alta Velocidad (11 ≤ 25)
Clasificación según el autor Ángel Miranda

6. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
APLICACIÓN DE DIFERENTES SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO
APLICACIÓN TIPO DE INSTALACIÓN OBSERVACIONES




CASAS
INDIVIDUALES O
RESIDENCIALES
CHALET
Roof Top o acondicionador interior con
volumen constante por zona o variable



Calefacción a Gas, Bomba de Calor, o
mediante sistema independiente de
radiadores o piso radiante
Calefacción por Aire Caliente con unidad
separada para Frío
Multi Split
Acondicionadores de ventana
Split simple
Sistema Todo Agua con Fan Coil
individual




CASAS
DE
DEPARTAMEN TOS
Acondicionadores interiores y volumen
constante por zona o volumen variable




Calefacción a Gas, Bomba de Calor, o
mediante sistema independiente de
radiadores o piso radiante
Calefacción por Aire Caliente con unidad
separada para Frío
Roof Top con volumen constante por
zona o volumen variable
Acondicionadores de ventana
Simple Split
Sistema Todo Agua con Fan Coil
individual y enfriadora individual o
central

7. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
APLICACIÓN DE DIFERENTES SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO

APLICACIÓN TIPO DE INSTALACIÓN OBSERVACIONES








OFICINAS
Sistema Todo Aire con Fan Coil Centrales y
Volumen Variable con recalentamiento
perimetral (sistemas de más de 50 TR)
Los Sistemas de volumen variable
con sistemas independientes de aire
exterior


De utilizarse volumen constante,
deben emplearse sistemas multizona,
doble conducto o recalentadores


Calefacción por resistencias
eléctricas, bomba de calor o
radiadores perimetrales con agua
caliente y caldera a gas
Sistemas Todo Aire con Roof Top o
acondicionadores interiores y volumen
variable con recalentadores perimetrales
(sistemas hasta 50 TR)
Sistemas Aire – Agua compuesto por Fan
Coil con conductos en zonas centrales y Fan
Coil perimetrales individuales
Sistemas Todo Refrigerante VRV
Sistemas Aire – Agua con paneles de techo
frío y aire de distribución
Sistemas WLHP (Water Loop Heat Pump) –
(Bomba de Calor con circulación de agua)



HOTELES
Agua – Aire con Fan Coil individual en
habitaciones y Fan Coil Central y volumen
constante en locales grandes
Sistemas todo refrigerante VRV
Sistemas WLHP (Water Loop Heat Pump) –
(bomba de calor con circulación de agua)
Inducción

8. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
APLICACIÓN TIPO DE INSTALACIÓN OBSERVACIONES



HOSPITALES
Agua – Aire con Fan Coil individual en
habitaciones y Fan Coil central y
volumen constante en locales grandes
Sistemas todo refrigerante VRV
Sistemas WLHP (Water Loop Heat
Pump) – (Bomba de Calor con
circulación de agua)
Inducción
GRANDES
CENTROS
COMERCIALES
SHOPPING
Sistemas Agua – Aire con Fan Coil
centrales con conductos volumen
constante grandes locales
Fan Coil individuales para locales
comerciales pequeños



SUPERMERCADOS
Roof Top o acondicionadores interiores
con distribución de conductos volumen
constante (Sistemas de hasta 80 TR)
Distribución por zona simple
conducto o doble conducto o
multizona

Calefacción por intercambiadores
a gas o calderas con serpentines
de agua caliente
Sistemas Todo – Aire con Fan Coil
centrales y distribución del aire volumen
constante (Sistemas de más de 80 TR)
CINES Y TEATROS
Sistemas Todo – Aire con Fan Coil
centrales para distribuir el aire por
zonas a volumen constante
Calefacción con agua caliente a
gas o bomba de calor
APLICACIÓN DE DIFERENTES SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO

9. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
APLICACIÓN DE DIFERENTES SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO
APLICACIÓN TIPO DE INSTALACIÓN OBSERVACIONES



BANCOS
Sistemas Todo – Aire con Roof Top o
acondicionador interior a volumen
constante por zona o variable (hasta 40 TR)


Calefacción con agua caliente a
gas o bomba de calor
Aire – Agua con Fan Coil individual en
locales y Fan Coil centrales y conductos en
locales grandes (más de 40 TR)
Sistema VRV

GRANDES
TIENDAS
Sistemas Todo – Aire con acondicionadores
autocontenidos o Roof Top con volumen
variable
Sistemas VRV
RESTAURANTES
Roof Top o acondicionadores
autocontenidos con volumen constante y
zonales
CENTROS DE
ENSEÑANZA
Sistemas Todo – Aire con Roof Top o
acondicionadores interiores y conductos
volumen constante en aulas
Complemento con pisos
radiantes para calefacción

CENTROS DE
CÓMPUTOS
Todo – Aire a expansión directa de
precisión (Sistemas hasta 30 YR)

Equipamiento con
redundancia (Equipo de
reserva)
Fan Coil de precisión (Sistemas de más de
30 TR)

10. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
APLICACIÓN DE DIFERENTES SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO

NOTAS REFERENTES A TIPOS DE APLICACIÓN DE SISTEMAS DE
ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

1
Cuando se indica : acondicionadores interiores, se refieren a
equipos de expansión directa autocontenidos o separados con
condensación por aire y distribución por conductos. (Equipo
compacto autocontenido interior, equipo compacto expansión
directa con condensación por aire, unidad interior central para
conductos)
2 Cuando se indica: calefacción por aire caliente con unidad
separada, se refiere a sistemas separados con calefactor a gas

3
Condensación por agua con torre de enfriamiento en aplicaciones
especiales donde ya se cuenta con este sistema o para enfriadores
de agua centrífugas o absorción
4 Enfriadoras de agua absorción cuando no se disponga de fuente
adecuada de energía eléctrica o para aplicaciones de cogeneración

11. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
-TODO AIRE:
Consiste en calentar o enfriar el aire mediante el intercambio de calor entre una
masa de aire primaria ya tratada (enfriada o calentada), y una secundaria del
ambiente a acondicionar.
-AIRE – AGUA:
Consiste en que el fluido primario es agua fría o caliente, produciéndose el
intercambio a través de una serpentina incorporada en el equipo.
-TODO AGUA:
Sistema utilizado para instalaciones de calefacción produciéndose el intercambio
de calor entre el fluido termodinámico primario (agua), a través de un
intercambiador de calor
-VAPOR – AIRE:
Sistema semejante al de Agua – Aire, con la diferencia de que el fluido
termodinámico primario es vapor de agua a baja presión, produciéndose el
intercambio de calor en una serpentina.
-VAPOR – AGUA:
Sistema utilizado generalmente en caso de que el edificio se emplace en un predio
muy extenso, en donde las distancias son grandes y se implemente un sistema de
calefacción por agua caliente. El sistema consta de una planta generadora de
vapor, que se transporta hasta intercambiadores de calor vapor – agua distribuidos
estratégicamente en salas de máquinas secundarias. Se complementa con grupos de
bombas centrífugas para recircular el agua por radiadores, piso radiantes o UTAs.
Profesor: AILCAR J. BARLETTA

12. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
•Sistemas Semicentralizados – Expansión Directa
Son sistemas compuestos por equipos autocontenidos o compactos,
compuestos por:
a.Motocompresor.
b.Condensador (enfriado por agua o por aire)
c.Evaporador (serpentina de cobre aletada)
d.Ventilador centrífugo en serpentina evaporadora
e.Ciclo de calefacción por resistencia eléctrica o bomba de calor,
también en los sistemas centralizados pueden contar con baterías de
calefacción o intercambiador de calor a gas.
VENTAJAS
-Sala de máquinas chica.
-Fácil y rápido montaje
-Fácil traslado y desmontaje
-Permite un uso flexible respecto a otros
ambientes acondicionados
-Mínimos trabajos en caso de roturas y
reparaciones
-Funcionamiento a plena carga o carga parcial

13. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE




A.1. EQUIPOS INDIVIDUALES (Ventana – Muro)
Conocido como individual o de ventana, comercializándose en capacidades que
van desde 1.800 Frig/hs hasta 9.000 Frig/hs, frío solo o frío calor por bomba
inversora o resistencia eléctrica.
Se caracterizan por contar con todas las partes componentes del ciclo de
refrigeración en un solo gabinete.



DESVENTAJAS
-Requieren más atención debido a la
cantidad que cuenta un edificio para
acondicionar los ambientes.
-Más posibilidad de existencia de ruidos al
estar el equipo instalado en cada ambiente
climatizado.

14. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
EQUIPOS

Individual Portatil
Split – Multi Split
Compacto Individual Separado Individual

15. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
EQUIPOS

Evaporadora interior de techo
Condensadora por
Aire tiro vertical
Calefactor de aire para
conductos a gas natural
Compacto – Roof Top

16. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
•EXPANSIÓN DIRECTA:
-INDIVIDUALES
Es más conocido como individual o de ventana, comercializándose en
capacidades que van desde 1.800 Frig/hs hasta 9.000 Frig/hs, frío solo o frío calor
por bomba inversora o resistencia eléctrica.
Se caracterizan por contar con todas las partes componentes del ciclo de
refrigeración en un solo gabinete.
-SEPARADOS O SPLIT
* Mini split (de una sola unidad evaporadora interiores)
* Multi Split (de multiples unidades evaporadoras interiores)
* Sistema VRV ó VRF
•AUTOCONTENIDOS:
Similares a los divididos o split pero, son de mayor capacidad y para distribuir el
aire a los ambientes a través de conductos.
1. Condensados por aire.
2. Condensados por agua.
•COMPACTOS O ROOF TOP:
1. Frío Solo.
2. Frío – Calor a gas natural.
3. Frío – Calor por bomba de calor.
4. Frío – Calor por resistencia eléctrica

17. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
CENTRALES:
a. UNIDAD DE TRATAMIENTO DE AIRE (UTA)
1. Frío Solo
2. Frío – Calor: Bomba Inversora
Vapor de agua
Agua Caliente
Resistencia Eléctrica
b. ROOf TOP:
1. Frío – Solo
2. Frío – Calor: Bomba Inversora
Gas Natral
Resistencia Eléctrica
c. FAN COIL:
1. Frío Solo: Serpentina agua fría
2. Frío – Calor: Serpentina agua fría
Serpentina agua caliente
Serpentina de vapor de agua
Serpentina de agua fría – caliente.
SEMICENTRALES:
Características semejantes a los centrales pero de menor dimensión,
utilizándose en edificios grandes ubicándose en salas de máquinas distribuidas
por sectores

18. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
Ubicación de Bocas de
alimentación y retorno de aire
Sistema Central condensado por agua

19. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
Condensador
Evaporativo
Torre de
Enfriamiento
tiro Vertical
Sistema
condensado
por Agua

20. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE



Unidad compacta Roof Top con
descarga Vertical
Unidad compacta Roof Top con
descarga Horizontal

21. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DEL FREE – COLING

22. GRÁFICO DE REGULACIÓN DEL FREE – COLING

23. ESQUEMA DE REGULACIÓN DEL FREE – COLING


EN DIAGRAMA PSICROMÉTRICO
Exterior
Imp.

24. ESQUEMAS DE SISTEMAS
FREE – COOLING DE AIRE
EXTERIOR

25. DETALLE SISTEMA FREE – COOLING EN EQUIPOS AUTOCONTENIDOS
TIPO MOCHILA

26. ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO

DETALLE ESQUEMÁTICO
DE UN
SISTEMA EVAPORATIVO
DETALLE DEL PROCESO EN
DIAGRAMA PSICROMÉTRICO

27. SISTEMA VRV
2 CAÑOS
(Gas / Líquido)
FRIO
CALOR
Hasta
4 unidades
Inverter
ó
Hasta 48 evaporadoras
F/C por bomba & F/S
14 hasta 135 Kw - 5 hasta 48 HP - 4 hasta 38.4 TR
INVERTER
5 HP
(14 Kw)
8 HP
(22.4 Kw)
6 HP
(16 Kw)
10 HP
(28 Kw)
12 HP
(33.5 Kw)

28. SISTEMA VRV
Super Heat Recovery Multi System - SHRMS (3 caños)

3 CAÑOS
(Desc. Gas / Succión Gas / Líquido)
FRIO
CALOR
FS unit Hasta 3
Unidades todas
Inverter
Hasta 40 evaporadoras
F/C simultaneo por bomba
22,4 hasta 84,0 Kw - 8 hasta 30 HP - 6.4 hasta 24 TR
12 HP
(33.5 Kw)
10 HP
(28 Kw)
8 HP
(22.4 Kw)
INVERTER

29. SISTEMA VRV
BENEFICIOS DEL SISTEMA VRF
Consumo de Energía en Edificios de usos Multiples
CLIMATIZACION
OTROS
SERVICIOS
Ahorro de Energía
ALUMBRADO

30. SISTEMA VRV
Consumo de Energía en Edificios con Instalación de Aire Acondicionado
CENTRALIZADA
Bombas
Ventiladores
Transferencia
de calor 58%
Del 47% de la energía consumida en climatización.
Equipos

31. SISTEMA VRV
Evolución de la tecnología
.::UN Compresor::.
Velocidad Giro FIJA
Evolución
Versión
Tradicional
Versión Anterior Versión
Actual
.::DOS compresores::.
1 VARIABLE – 1 FIJO
.::DOS compresores::.
2 VARIABLES
Evolución
MMS SMMS

32. SISTEMA VRV
Conducción de Paso FLUIDO CONDUCCION AREA
Agua 2 Tuberías ø 90mm 127 cm
2
Aire 1 Conducto 0,9m x 0,9m 8.100 cm
2
1 Tubería ø 25,4mm
1 Tubería ø 65,0mm
Refrigerante 38 cm
2
Agua Aire
Refrigerante
TAMAÑO DE LAS CONDUCCIONES NECESARIAS
PARA EL TRANSPORTE DE 120 KW – 42.8 HP – 34.3 TR

33. SISTEMA VRV

Instalación Flexible

34. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
UNIDADES INTERIORES (EVAPORADORAS)
Unidades para Conductos Unidades Cassette 1, 2 y 4 Vías
Unidades Tipo Fan Coil Unidad tipo Pared Unidad de Piso-Techo

35. SISTEMA VRV
Instalación con eficiente
aprovechamiento del
espacio

36. SISTEMA VRV
Elementos componentes de la instalación
Cañerías de cobre de diámetros reducidos,
accesorios de derivación con reducciones y el
cableado de control de dos hilos sin polaridad,
reducen el tiempo y el costo de instalación Derivador Y - Refnet
Colectores - Header
Uniones T

37. SISTEMA VRV

Por la simpleza de su trazado
frigorífico y cableado de
control, permite ampliaciones
o modificaciones en el diseño,
en forma muy versátil
Adaptación Sencilla a Cambios en el Diseño

38. Sistema separado Split
SPLIT Y MULTISPLIT
Multisplit
Mini Split

39. SISTEMA SEPARADO SPLIT
DETALLE DE CONEXIONES
Distintas alternativas para la
conexión de la cañería de cobre
Conexión de drenaje

40. SISTEMA SEPARADO SPLIT
Detalle de conexiones
A = Altura máxima de cañería
A + B = Largo máximo de cañería
Equipo de 2300 Frig/h:
A = 5 m
A + B = 10 m
PRECARGA REFRIGERANTE = 10 m
Distancias de conexión
Equipo de 5500 Frig/h:
A = 10 m
A + B = 25 m
PRECARGA REFRIGERANTE = 15 m
Equipo de 3200 Frig/h:
A = 6 m
A + B = 15 m
PRECARGA REFRIGERANTE = 15 m
Equipo de 4500 Frig/h:
A = 8 m
A+B = 20 m
PRECARGA REFRIGERANTE = 15 m

41. Sistema separado Split
Sistema Multi Split
Altura máxima
10m RAS-M18GAV-E
15m RAS-3M26GAV-E
15m RAS-4M27GAV-E
Unidad A Unidad B
Unidad C
Unidad D
Largo Máximo cañería (Total)
RAS-M18GAV- E
(A + B) = 30m.
Precarga de refrigerante hasta 30 m.
Largo máximo de cañería por unidad: 20m.
CARACTERISTICAS DE LA CONEXIÓN MULTI SPLIT FRÍO CALOR INVERTER
RAS-3M26GAV- E
(A + B + C) = 50m.
Precarga de refrigerante hasta 50 m.
Largo máximo de cañería por unidad: 25m.
(A + B + C + D) = 70m.
Precarga de refrigerante hasta 70 m.
Largo máximo de cañería por unidad: 25m.
RAS-4M27GAV- E

42. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
UNIDADES CONDENSADORAS EXTERIORES DE SISTEMA VRV

43. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
UNIDADES EVAPORADORAS INTERIORES DE EQUIPOS SEPARADOS

44. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
Equipo de techo con
damper motorizado
Cortina de Aire

45. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRA

46. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

47. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

48. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

49. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

50. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

51. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

52. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

53. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

54. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

55. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
•PAUTAS A TENER EN CUENTA EN INSTALACIONES
DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
1. Ubicación geográfica y efectos del sol y viento.
2. Orientación del edificio
3. Destino del edificio
4. Servicios disponibles
5. Dimensiones de locales
6. Tipo de estructura, cerramiento y materiales constructivos
7. Condiciones del entorno del edificio
8. Número de ocupantes y tipo de actividad
9. Equipamiento instalado (motores, máquinas, etc)
10. Coordinar resto de instalaciones (Sanitaria, Eléctrica, Gas
Natural Incendio, etc.)
11. Contar con permisos y habilitaciones.

56. SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
PAUTAS A TENER EN CUENTA EN INSTALACIONES DE
ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
12. Contar con planos de arquitectura (planta y cortes)
13. Planos de recorrido de cañerías, conductos con dimensiones y
cotas de cada sector.
14. Dimensionamiento y selección de equipos componentes.
15. Memoria de cálculo de BT, selección de materiales.
16. Provisión de agua corriente en sala de máquinas.
17. Provisión de potencia eléctrica al pié de equipos
18. Provisión de gas natural al pié de calderas.
19. Canalización hasta desagües para cañerías de condensado.
20.Contar con puertas trampa de acceso para servicio de
mantenimiento.
21. Termostatos de ambiente y sistemas de control.

57. Sistemas de Acondicionamiento de Aire







MUCHAS
GRACIAS


AMILCAR JOSÉ BARLETTA
Ingeniero Mecánico
Facultad de Arquitectura
UNIVERSIDAD
NACIONAL DE CUYO