Sistemas HVAC

Los Sistemas HVAC son equipos diseñados para trabajar generando calefacción, frío, o en solo modo ventilación.

  • H (heating): Es la sigla que significa modo calefacción.
  • V (Ventilation): Es la sigla que significa modo ventilación.
  • AC (Air Conditioning): Es la sigla que significa modo en aire acondicionado.

¿Como funcionan los equipos hvac?

El funcionamiento depende del diseño de la instalación. Por ejemplo, para edificios es comun el uso del chiller para generar aire frío en verano, y caldera para generar aire caliente en invierno.

El funcionamiento de este tipo de instalación lo podemos ver en el siguiente vídeo, preparado por conforempresarial.

Aire Acondicionado HVAC ¿Como Controlar la Temperatura en sistema de ductos?:

Las partes del sistema  de ductos HVAC típicas son:

  • Intercambiador para modo calefacción. Se encarga de recibir el agua a alta temperatura de la caldera, para calentar el aire del sistema h vac, en modo calefacción.
  • Intercambiador para modo enfriamiento.  Se encarga de recibir el agua a baja temperatura procedente del chiler, para enfriar el aire del sistema h vac en modo frío.
  • Controlador digital.  Para llevar a cabo, la estrategia de control del sistema h vac.
  • Damper o rejilla de entrada de aire nuevo.  para controlar el caudal de aire, que entra al sistema desde el exterior.
  • Damper o rejilla de control de re circulación.  para controlar el caudal de recirculación del aire.
  • Damper o rejilla de control del aire de expulsión.  para controlar el caudal de aire que sale al exterior, para mantener los parametros higiénicos, y concentración de co2, en los valores adecuados.
  • Ventilador centrífugo del sistema H VAC.  Para impulsar el aire, a través de todo el sistema.
  • Caja de control de salida de aire de suministro al local.
  • Sensores del sistema.

Ahora, vamos a definir, Los tipos de control de temperatura de un sistema H VAC.

  • a. Sistema de control h vac del tipo  C A V, o control de volumen constante.
  • b. Sistema de control h vac, del tipo V A V,  o control de volumen variable.

 Ahora vamos a explicar cada uno, detalladamente.

a. Sistema de control h vac del tipo  C A Ve, o control de volumen constante.

Estos  sistemas mantienen un flujo de aire constante del ventilador.  Las condiciones interiores deseadas, se alcanzan ajustando el aporte de agua fria o caliente, segun sea el caso. , y combinando la posición de los dampers.

La combinación de apertura y cierre de dampers, no afectan la cantidad de aire total, que maneja el ventilador.

Con este sistema se logra cambiar la temperatura del caudal de aire, pero no su valor total.

Por ejemplo, cuando un edificio requiere una mayor potencia de refrigeración en verano, el sistema de control C A Ve,  proporciona más frío al aire, aumentando el flujo de agua helada, que pasa por el intercambiador. 

Para controlar el valor de temperatura, se manipula la posición de la rejilla de recirculación, la de entrada de aire nuevo, y la de expulsión.

b. Control de Sistemas h vac., con volumen variable vav.

En Estos sistemas, se cambia el caudal de aire que maneja el ventilador.

Es decir, cuando se requiere poco frío, o menos calefacción,  el ventilador envía menos aire.

Para lograr el control de caudal, se pueden usar tres métodos.

  • 1. Estrangular salida del ventilador, con un damper a la descarga.
  • 2. controlar la succión del ventilador, disminuyendo o aumentando el area de entrada del aire.
  • 3. Variando la velocidad del ventilador, con un variador de frecuencia.

Vamos a entender cada método de control de volumen de aire, con mas detalle.

a. Control con damper a la descarga del ventilador.

Este tipo de control, tiene el inconveniente de elevar la presión del sistema, pues el ventilador debe vencer el obstáculo de la restricción puesta por el damper.

La idea, es enviar menos aire frío, o menos aire caliente,  cuando ya los locales no lo requieren.

La apertura y cierre del damper de descarga del ventilador,  es controlada por el sensor de temperatura del local, y llevada a cabo por el controlador electrónico.

En la curva podemos ver cómo se traslada el punto de trabajo del sistema, con el auemento de presión, y disminución de caudal.

 Aunque hay una disminución del consumo, con respecto al método de caudal constante, todavía hay un desperdicio de energía, ya que hay un aumento innecesario de la presión del sistema.

b. Método de control de volumen de aire, cambiando el área de succión del ventilador.

Con este método de control hay un mayor ahorro de energía, que el método explicado anteriormente, porque no se genera sobrepresión, pues no hay obstáculos a la descarga que vencer.

Podemos ver lo que sucede, en el gráfico.

Se debe verificar, que la presión, a bajo caudal, sea lo suficiente, para que el aire llegue a la rejilla mas lejana del sistema.

Entre los dos métodos, de control de volumen de aire, explicados anteriormente, podemos decir, que el método de variar  el área de la entrada de aire, en la succión del ventilador, proporciona un mayor ahorro de energía, comparado, con el metodo de usar un damper, en la descarga del ventilador,

Sin embargo ambos métodos de regulación son mecánicos, y requieren de un mantenimiento adicional.

c. Método de variación de volumen de aire, cambiando la frecuencia o velocidad del motor del ventilador.

Este método de regulación electrónica, permite suministrar los requerimientos exactos, tanto de caudal como de presión.  

Esto permite bajar el consumo eléctrico del ventilador, considerablemente.

El controlador electrónico, posee sensores que le permiten monitorear en tiempo real, las condiciones de funcionamiento, de toda la instalación.

El funcionamiento, lo podemos simplificar de la siguiente manera:

  1. Se alcanza la temperatura deseada en un salon.
  2. El termómetro de la caja de control, o salida de suministro de aire al local, cierra por ejemplo un porcentaje de la salida del aire.
  3. El sensor  del controlador del ventilador delsistema, detecta un aumento de presión estática , dentro de los ductos, por exceso de aire.
  4. La señal de aumento de presión, llega de inmediato al controlador del ventilador.
  5. Antes que el sistema continue presurizándose, el controlador disminuye las revoluciones del ventilador.
  6. 6. En este momento el ventilador solo suministra el aire, que el sistema necesita, y la presión se normaliza.
  7. Como el caudal es preciso, al igual que la presión, y las revoluciones del motor, son menores, hay un ahorro energetico considerable.
  8. Este sistema no posee elementos mecánicos de consideración.

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