c3 - Unidad 3 Instalaciones Termomecanicas - 2011

5/11/2018 c3 - Unidad 3 Instalaciones Termomecanicas - 2011 - slidepdf.com

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CONSTRUCCIONES III – A y BFACULTAD DE ARQUITECTURA, URBANISMO Y DISEÑO

UNIVERSIDAD DE MENDOZA

TEMA 3: INSTALACIONES TERMOMECÁNICAS- 20111

INTRODUCCIÓNEl proyecto arquitectónico de un edificio, cualquiera sea la escala, destino o uso previsto,generalmente incluye un conjunto de características formales, espaciales, funcionales yconstructivas que le son propias, y que en un principio permiten concretar la obra intelectual. Enesta fase primaria el proyecto es un conjunto de documentaciones gráficas, escritas que describen

la "forma" del edificio, aunque no su funcionamiento.Dado que dicho proyecto edilicio puede ser implantado en cualquier sitio o clima y es necesariomantener en su interior condiciones de Confort Higrotérmico a fin de hacerlo habitable, entoncesintervienen las Instalaciones Termomecánicas. Estas instalaciones pertenecen a los sistemas tecnológicos inherentes al proyecto edilicio, siendola mayor o menor complejidad de las redes de infraestructura interna de servicios (comúnmentelas instalaciones), dependiendo del grado de complejidad del programa arquitectónico.Una instalación termomecánica es aquella que está destinada a producir dentro de los locales,modificaciones en la temperatura, humedad relativa, velocidad del aire, etc., con respecto alexterior, de forma tal que se logre un clima que haga confortable la permanencia de personasdentro de los mismos.Según del tipo de instalación de que se trate, se producirán modificaciones en la temperatura,humedad relativa, renovación y pureza del aire, etc., tal como lo veremos cuando se analicen cada

una de ellas.Las instalaciones termomecánicas pueden clasificarse en;1. Instalaciones de calefacción2. Instalaciones de aire acondicionadoCada una de estas instalaciones estará conformada básicamente, por una serie de componentesque se describirán en cada caso.

DEFINICIÓN DE CONFORT TÉRMICOComo definición de confort térmico cabe citar la norma ISO 7730, la cual lo define como “esacondición de mente en la que se expresa la satisfacción con el ambiente térmico”. Pero de igualmodo que hablamos de confort, podemos mencionar que se entiende por disconfort.Generalmente, el disconfort puede definirse bajo uno de los efectos siguientes:1. Sensación de enfriamiento convectivo causado por una corriente de aire.

2. Enfriamiento o calentamiento de partes del cuerpo por la radiación, también conocido por asimetría de la radiación.3. Pies fríos y cabeza caliente al mismo tiempo, causados por grandes diferencias en la

temperatura del aire, en sentido vertical.4. Pies calientes y cabeza fría, causados por una temperatura del suelo incómoda, es decir, una

temperatura con un gran contraste con la temperatura corporal.Vistos estos cuatro puntos, se puede observar que no existe un sistema de intercambio térmicocon la vivienda que pueda satisfacer de igual manera al 100% de los usuarios, ya que cadaindividuo puede percibir el confort o disconfort de manera totalmente subjetiva.No obstante, en base a la experiencia existente con diferentes tipos de intercambio y sucontribución a la eficiencia energética deseada, se puede establecer una lista de posibilidades deacondcionamiento.

¿QUÉ ES EL CALOR Y CÓMO SE PRODUCE?El Universo está hecho de materia y energía. La materia está compuesta de átomos y moléculas(que son grupos de átomos) y la energía hace que los átomos y las moléculas estén en constantemovimiento - rotando alrededor de si mismas, vibrando o chocándose unas con otras. Elmovimiento de los átomos y moléculas crea una forma de energía llamada calor o energía térmica,que está presente en todo tipo de materia. Incluso en los vacíos más frío de espacio hay materiaque posee calor, muy pequeño pero medible.La energía puede presentarse de muy diferentes formas y pude cambiar de una a otra. Muchostipos de energía pueden convertirse en calor. La energía electromagnética (luz), la electrostática (oeléctrica), la mecánica, la química, la nuclear, el sonido y la térmica, pueden calentar unasustancia haciendo que se incremente la velocidad de sus moléculas. Si ponemos energía en unsistema éste se calienta, si quitamos energía se enfría. Por ejemplo, si estamos fríos podríamosponernos a saltar para entrar en calor.

Estos son algunos ejemplos de los diferentes tipos de energía que pueden convertirse en energíatérmica (calor).






1. La energía mecánica se convierte en energía térmica siempre que botamos una pelota. Cadavez que la pelota rebota en el suelo parte de la energía de su movimiento (energía cinética) seconvierte en calor, haciendo que la pelota cada vez rebote menos.

Imagen térmica infrarroja de una pelota de tenis antes (izquierda) ydespués (derecha) de ser golpeada por la raqueta.

2. La energía térmica puede ser transferida de unos objetos a otros haciendo que se calienten.Cuando calentamos agua en un recipiente, el calor de la estufa hace que las moléculas delrecipiente empiecen a vibrar más deprisa, haciendo que se caliente. El calor del recipientehace a su vez que las moléculas de agua se muevan más deprisa calentándose. Por lo tantocuando calentamos algo no estamos más que incrementando la velocidad de sus moléculas.

3. La energía eléctrica se convierte en energía térmica cuando usamos estufas eléctricas,

tostadores o bombillas.4. Nuestros cuerpos convierten a energía química de los alimentos que comemos en calor.5. La luz del Sol se convierte en calor y hace que la superficie de la Tierra esté caliente.

Resumen: El calor es la energía que tiene unobjeto debida al movimiento de sus átomos y moléculas que están constantementevibrando, moviéndose y chocando unas conotras. Cuando añadimos energía a un objeto,sus átomos y moléculas se mueven másdeprisa, incrementando su energía de

movimiento o calor.Incluso los objetos más fríos poseen algo decalor porque sus átomos se están moviendo.

¿QUÉ ES LA TEMPERATURA?Los átomos y moléculas en una sustancia no siempre se mueven a la misma velocidad. Estosignifica que hay un rango de energía (energía de movimiento) en las moléculas. En un gas, por ejemplo, las moléculas se mueven en direcciones aleatorias y a diferentes velocidades - algunasse mueven rápido y otras más lentamente.

La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las

partículas en una sustancia. Como lo que medimos en susmovimientos medio, la temperatura no depende del número departículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño.Por ejemplo, la temperatura de un cazo de agua hirviendo es lamisma que la temperatura de una olla de agua hirviendo, a pesar de que la olla sea mucho más grande y tenga millones y millones

de moléculas de agua más que el cazo.

Resumen: La temperatura es una medida de la energía media de las moléculas en una sustanciay no depende del tamaño o tipo del objeto.

¿EN QUÉ SE DIFERENCIAN CALOR Y TEMPERATURA?Todos sabemos que cuando calentamos un objeto su temperatura aumenta. A menudo pensamosque calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo este no es el caso. El calor y la temperaturaestán relacionadas entre si, pero son conceptos diferentes.El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura esuna medida de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su






número, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo. Por ejemplo, la temperatura de un vaso pequeño de agua puede ser la misma que la temperatura deun cubo de agua, pero el cubo tiene más calor porque tiene más agua y por lo tanto más energíatérmica total.El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la

temperatura aumenta. Si quitamos calor, la temperatura disminuye. Las temperaturas más altastienen lugar cuando las moléculas se están moviendo, vibrando y rotando con mayor energía.Si tomamos dos objetos que tienen la misma temperatura y los ponemos en contacto, no habrátransferencia de energía entre ellos porque la energía media de las partículas en cada objeto es lamisma. Pero si la temperatura de uno de los objetos es más ala que la otra, habrá unatransferencia de energía del objeto más caliente al objeto más frío hasta que los dos objetosalcancen la misma temperatura.La temperatura no es energía sino una medida de ella, sin embargo el calor sí es energía.

¿CÓMO VIAJA EL CALOR?El calor puede transferirse de un lugar a otro por tres métodos diferentes: conducción en sólidos,convección en fluidos (líquidos o gases) y radiación a través de cualquier medio transparente aella. El método elegido en cada caso es el que resulta más eficiente. Si hay una diferencia de

temperatura el calor siempre viajará del lugar más caliente al más frío.Conducción:La conducción tiene lugar cuando dos objetos a diferentes temperaturas entran en contacto. Elcalor fluye desde el objeto más caliente hasta más frío, hasta que los dos objetos alcanzan a lamisma temperatura.La conducción es el transporte de calor a través de una sustancia y se produce gracias a lascolisiones de las moléculas. Este proceso continúa hasta que la energía del objeto caliente seextiende por el objeto frío.Algunas sustancias conducen el calor mejor que otras. Los sólidos son mejores conductores quelos líquidos y éstos mejor que los gases. Los metales son muy buenos conductores de calor,mientras que el aire es muy mal conductor. Puede experimentar como el calor se transfiere por conducción siempre que toca algo que está más caliente o más frío que su piel, por ejemplo

cuando se lava las manos en agua caliente o fría.

Imagen térmica infrarroja de dos tazas de café llenas de un líquidocaliente. Note como el calor del líquido hace que las tazas brillen. Elcalor se transfiere del líquido caliente a las tazas por conducción.

Ejemplo de transmisión del calor por conducción






Convección:En líquidos y gases la convección es usualmente la forma más eficiente de transferir calor.La convección tiene lugar cuando áreas de fluido caliente ascienden hacia las regiones de fluidofrío.Cuando esto ocurre, el fluido frío desciende tomando el lugar del fluido caliente que ascendió. Este

ciclo da lugar a una continua circulación en que el calor se transfiere a las regiones frías. Puedever como tiene lugar la convección cuando hierve agua en una olla.Las burbujas son las regiones calientes de agua que ascienden hacia las regiones más frías de lasuperficie.Probablemente usted este familiarizado con la expresión: "el aire caliente sube y el frío baja" quees una descripción de el fenómeno de convección en la atmósfera. El calor en este caso setransfiere por la circulación del aire.

Imagen térmica infrarroja mostrando como hierve el aceiteen una sartén. El aceite está transfiriendo calor hacia fuerade la sartén por convección.Note las partes calientes (amarillas) de aceite caliente

ascendente y las partes frías del aceite que desciende.

El aire que está por encima de la superficie del agua secalienta. Como sabemos, el aire caliente es más liviano queel aire frío. Gracias a Arquímedes, sabemos que el airecaliente sube. Y el aire frío circundante lo reemplaza. Estenuevo aire a su vez también se calienta....y asísucesivamente. Este proceso se llama convección; el calor se transfiere por el desplazamiento de fluidos. Cuando todoel aire comparta la misma temperatura, este movimiento sedetendrá.

Ejemplo de transmisión del calor por convección

Radiación:Tanto la conducción como la convección requieren la presencia de materia para transferir calor. Laradiación es un método de transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente y elreceptor del calor. Por ejemplo, podemos sentir el calor del Sol aunque no podemos tocarlo. El

calor se puede transferir a través del espacio vacío en forma de radiación térmica. Esta, conocidatambién como radiación infrarroja, es un tipo de radiación electromagnética (o luz). La radiación espor tanto un tipo de transporte de calor que consiste en la propagación de ondaselectromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz. No se produce ningún intercambio de masay no se necesita ningún medio.Todos los objetos absorben y emiten radiación. Cuando la absorción de energía está equilibradacon la emisión, la temperatura del objeto permanece constante. Si la absorción de energía domina,la temperatura del objeto aumenta, si la emisión domina, la temperatura disminuye.

Imagen térmica infrarroja del centro de nuestra galaxia. Este calor,procedente de numerosas estrellas y nubes interestelares, ha viajadounos 24,000 años luz (aproximadamente 240, 000, 000, 000, 000,000 km)a través del espacio en forma de radiación hasta llegar a nuestrostelescopios infrarrojos.






Ejemplo de transmisión del calor por radiación

Resumen: El calor puede transmitirse por radiación, propagarse por conducción o desplazarse por convección.

¿CÓMO MEDIMOS LA TEMPERATURA?Termómetros

Los termómetros son dispositivos utilizados para definir y medir la temperatura de unsistema. Un termómetro en equilibrio térmico con un sistema mide tanto la temperaturade éste como su propia temperatura.En todos los termómetros se aplica el hecho de que alguna propiedad física cambiacon la temperatura; el nombre que se le da a las propiedades de este tipo es el depropiedades termométricas, algunas de estas propiedades son: Cambio de volumende un líquido, cambio de longitud de un sólido, cambio de presión de un gas a volumenconstante, cambio en la resistencia eléctrica de un conductor, cambio de color de uncuerpo.El termómetro más común en el uso cotidiano consta de una masa de mercurio que alcalentarse dentro de un tubo capilar de vidrio se dilata, como se muestra en la figura.Entonces, la propiedad termométrica en este caso es la dilatación térmica del mercurio

Escalas de temperaturaAsí como para definir una unidad de distancia, para medir longitudes se le asigna un valor arbitrario a un cuerpo tomado como patrón, es necesario también definir arbitrariamente ladiferencia entre las temperaturas de dos fenómenos que se producen siempre a una mismatemperatura cada uno. Los fenómenos escogidos usualmente son el de fusión que es una mezclade agua y hielo y el de ebullición que es una mezcla de agua y vapor a una presión de unaatmósfera para estos dos fenómenos.Las temperaturas correspondientes a estos dos fenómenos se denominan temperaturas dereferencia o temperaturas de punto fijo. Según los valores numéricos que se les asignen a lospuntos fijos se obtienen diferentes escalas termométricas. Las escalas termométricas más usadasson:

Escala CentígradaSe le asigna el valor cero (0) a la temperatura de fusión delagua a presión normal y a 45º de latitud. El intervalo entredichas temperaturas se divide en 100 partes, cada una delas cuales recibe el nombre de grado centígrado o gradoCelsius (ºC). Las temperaturas inferiores a la de fusión delagua resultan negativas en esta escala.

Escala FahrenheitSe le da el valor de 32 a la temperatura de fusión del agua yel valor de 212 a la de ebullición del agua. El intervalo dedichas temperaturas se divide en 180 partes, cada una de

las cuales se denomina grado Fahrenheit (ºF).

Escala KelvinEs la escala absoluta cuyo cero coincide con el cero absoluto y cuyos grados tienen el mismovalor que los grados centígrados. En esta escala el cero absoluto corresponde a 0 ºK , la






temperatura de fusión del agua corresponde a 273 ºK y la de ebullición del agua corresponde a373ºK. La escala absoluta de Kelvin se utiliza mucho en la ciencia. De lo anterior, se obtiene lasiguiente relación:

K = C + 273La escala centígrada se usa preferentemente en trabajos científicos y en los países latinos. La

escala Fahrenheit es más usada popularmente en los E.E.U.U. y en Inglaterra. La escala Reaumur se emplea exclusivamente en los países escandinavos. La experimentación y los razonamientosteóricos han indicado que no es posible lograr temperaturas inferiores a cierta temperatura mínimaque recibe el nombre de cero absoluto.A esta temperatura la energía de las moléculas de los cuerpos tiene su menor valor posible. Elcero absoluto corresponde en la escala centígrada a una temperatura de -273,16 ºC, usualmentese toma el valor de -273 ºC. Por esta y otras razones, Lord Kelvin (Sir William Thompson) propusomedir las temperaturas negativas o "bajo cero".

Las otras escalas menos usadas son:

Escala Reaumur La temperatura de fusión del agua se designa por cero (0) y la ebullición del agua por 80,

dividiéndose el intervalo entre ellas en 80 partes, cada una de las cuales se denomina gradoReaumur (ºR). La ecuación que relaciona las diferentes escalas de temperatura es:

Escala KelvinEs la escala absoluta cuyo cero coincide con el cero absoluto y cuyos grados tienen el mismovalor que los grados centígrados. En esta escala el cero absoluto corresponde a 0 ºK , latemperatura de fusión del agua corresponde a 273 ºK y la de ebullición del agua corresponde a373ºK. La escala absoluta de Kelvin se utiliza mucho en la ciencia. De lo anterior, se obtiene lasiguiente relación:

K = C + 273Escala RankineEs la escala absoluta correspondiente a la Fahrenheit, donde el punto cero corresponde a -459.7ºF.

En la Figura se muestra un esquema de las escalas de temperatura con sus puntos fijos o dereferencia.

La relación entre las diferentes escalas detemperatura es la siguiente:

°K = 273.15 + °C

°C = (5/9)*( °F-32)

°F = (9/5) °C+32

Relación entre las diferentes escalas termométricas(Puntos fijos superiores e inferiores)

CALOR ESPECÍFICOEl calor específico depende de las particularidades de cada cuerpo.“Se define como Calor Específico a la cantidad de calor necesaria para elevar en 1 °C latemperatura de la unidad de masa de una sustancia“.Como unidad se utiliza el agua a presión atmosférica normal, considerando una temperaturanormal de 15 °C. Por lo tanto, el calor específico igual a la unidad es la cantidad de calor necesaria

para elevar la temperatura de 1 kg de agua en 1 °C (14,5 °C a 15,5 °C) a presión atmosféricanormal.La unidad de medida es la:

Kilocaloría (Kcal) = 1000 cal






La unidad inglesa es BTU (British Thermal Unit). SE define como la cantidad de calor necesariapara elevar la temperatura de 1 libra de agua en 1 °F. Su equivalencia es:

1 kcl = 3,96 BTU ≅ 4 BTU

Dos cuerpos que tienen la misma masa, a los que se les suministra igual cantidad de calor, noaumenta su temperatura de forma igual, sino en función de Calor específico (Ce).

El Calor específico del agua es de 1 Kcal / Kg °C, pero varía para los otros materiales siendo losmás usuales:

Interesa utilizar en la calefacción un fluido de Ce alto, para transportar calor con menor masa o

volumen de fluido.Verificamos que el Ce del agua tiene aproximadamente cuatro veces más capacidad de entregar calor que el aire Ce = 0,24 y dos veces mas que el vapor Ce = 0,48, por eso el fluido natural detransporte térmico en calefacción es el agua.El SIMELA o Sistema Métrico Legal Argentino, ha establecido como unidad de calor el Joule.La equivalencia es la siguiente:

1 Kcal = 4185, 5 Joule1 Wh = 0,860 Kcal

1 KW = 860 Kcal / h

CALOR SENSIBLEEs el calor suministrado o sustraído de una sustancia produciendo un efecto sensible en la misma

sin cambio de estado.Se manifiesta al agregar energía a un cuerpo provocando un aumento en la temperatura sincambio en el estado.Calor sensible del aire es la cantidad de calor que recibe o cede una masa de aire determinada,manteniéndose constante el contenido de vapor de agua en la misma.

Qs = Ce x m x (t1 – t2)Kcal = (Kcal / Kg °C) x Kg x °C

En donde:Qs = Cantidad de calor entregado o sustraído (Kcal)m = Masa (Kg)Ce = Calor específico (Kcal / Kg °C)

(t1 – t2) = Diferencia de temperatura (°C)






CALOR LATENTEEs el calor que se agrega a una sustancia y no origina cambio en el nivel térmico o detemperatura, pero sí de estado físico.Si un cuerpo está a la temperatura a la que ocurre un cambio de estado, todo el calor que reciba oque pierda el cuerpo se ocupa en el cambio de estado, y nada se ocupa en cambiar la temperatura

del cuerpo. Por ejemplo, si cierta cantidad de hielo a 0ºC (y a presión atmosférica) está recibiendocalor, todo ese calor se ocupa en "derretir" el hielo, es decir, hacer que el agua pase de estadosólido a estado líquido, y, mientras quede hielo, aun en cantidades pequeñísimas, el agua noaumentará su temperatura. Distinto sería el caso que el hielo esté originalmente a –10 ºC, por ejemplo. En ese caso, si el cuerpo recibe calor en forma continua, el calor que reciba el hielo alcomienzo se ocupará en llevar su temperatura de –10 ºC a 0 ºC.Luego, el calor se ocupará en pasar el hielo a agua líquida (según la ecuación que se escribirá acontinuación). Luego, el calor se ocupará en aumentar la temperatura del agua líquida. Si elcuerpo sigue recibiendo calor, el agua líquida llegará a 100ºC. El calor que siga recibiendo seocupará en transformar el agua líquida en vapor de agua. Una vez que todo el agua líquida estéen fase gaseosa, el calor que el agua siga recibiendo será ocupado en aumentar la temperaturadel vapor de agua. La ecuación que liga la absorción o pérdida de calor y los cambios de estadosólido, líquido y gaseoso es muy sencilla

Ql = Clv x mEn dondeQl = Cantidad de calor latente agregado o sustraído de una sustancia (Kcal)Clv = Calor latente de vaporización, fusión, condensación o solidificación según el cambio físicoproducido (Kcal/Kg)m = Masa (Kg)El calor latente de vaporización necesario para evaporar 1 Kg de agua es de 540 Kcal/Kg apresión atmosférica normal (100 °C) y el de fusión para fundir 1 Kg de hielo es de 80 Kcal / Kg.

Vaporización = 540 Kcal / Kg Fusión = 80 Kcal / Kg

Si queremos transformar 1 Kg de hielo a 0 °C en vapor a 100 °C, necesitaremos:Para fusionar el hielo

Ql = 80 Kcal de 0 °C a 100 °CQs = 100 Kcal por vaporización

Ql = 540 KcalTotal 720 Kcal

CAMBIOS DE FASE

Se denomina cambios de fase a variaciones bruscas en alguna propiedad de un material queocurran a una temperatura bien definida. El ejemplo más usual de cambios de fase es el paso deun material entre sus estados sólido, líquido y gaseoso. Otros ejemplos de cambios de fase son elpaso de una estructura cristalina a otra en hielo a distintas presiones, la propiedad magnética






adquirida o perdida por algunos materiales a ciertas temperaturas, y la pérdida de la resistenciaeléctrica a muy bajas temperaturas (superconductividad) en el caso de algunos materiales.Para el caso de los cambios de estado sólido, líquido y gaseoso en un material, la temperatura aque ocurre el cambio depende de la presión a que esté sometido el material. Por ejemplo, el aguapasa de estado líquido a gaseoso (hierve) a más de 100ºC si la presión es mayor que la

atmosférica, y a menos de esa temperatura si la presión es menor que la atmosférica. Tal vezsorprenda enterarse que en las chimeneas submarinas ("hydrothermal vents", es su nombre eninglés) la mezcla agua líquida/vapor de agua emana a más de 300 ºC (¡Celsius, no Kelvin!). Perola temperatura del agua que sale no es sorprendente si se razona que a algunos kilómetros deprofundidad la presión del agua es del orden de varios cientos de atmósferas, así que el aguahierve a temperaturas bastante por arriba de 100 ºC.Usualmente se llama "fusión" al paso de un material de fase sólida a líquida (y "solidificación" alpaso contrario), y "vaporización" al paso de fase líquida a la gaseosa (y "licuación" al pasocontrario). A presiones relativamente bajas es posible pasar directamente un cuerpo de fase sólidaa la gaseosa, sin pasar por la fase líquida. Este proceso es llamado "sublimación".La gráfica representa el cambio de temperatura que se produce al suministrar calor al agua (a 1atmósfera de presión). A 0 °C y 100 °C se le puede suministrar calor sin cambiar su temperatura.Este ‘calor latente’ rompe los enlaces que mantienen unidas las moléculas, pero no aumenta su

energía cinética. Para vaporizar un gramo de agua hace falta aproximadamente siete veces máscalor que para fundirlo. Esa diferencia se refleja en las distintas longitudes de las parteshorizontales de la gráfica.Las pendientes de las líneas inclinadas representan el número de grados de aumento detemperatura por cada julio de calor suministrado a un gramo de agua. El 'calor específico' del aguaes de 4.185,5 julios por kilogramo y grado, es decir, hacen falta 4.185,5 julios de energía paraaumentar en un grado la temperatura de un kilogramo de agua.

PROCESO DE TRANSFERENCIA DEL CALOREn el siguiente ejemplo se indican las tres formas de transmisión de calor. Supóngase que, en unlocal se ubica un recipiente que contiene agua caliente según se indica en la figura.Se origina una transferencia de calor del agua caliente al aire del local, debido a la diferencia de

temperatura".Si se analiza el proceso de transferencia a través dela pared del recipiente se observa que en unaprimera etapa el calor fluye del agua caliente a lacara interior de la pared por convección,originándose el movimiento de la misma debido aque al enfriarse se hace más pesada. Luego el calor se transmite por conducción. a través de la pared, ypor último se entrega al local por convección al aireproduciéndose la circulación del mismo debido a queal calentarse se hace más liviano y por radiación alos distintos elementos del entorno que rodean al recipiente. El aire es prácticamente diatérmano,o sea no absorbe en forma directa el calor por radiación.

Calor Sensible Calor Latente






COEFICIENTE DE TRANSMITANCIA TOTAL “K“Para el análisis de la transferencia de calor de una pared o elemento de la construcción se utilizaun coeficiente de transferencia de calor total, que tiene en cuenta los fenómenos indicadosprecedentemente y permite simplificar los cálculos térmicos.Se define al coeficiente K (Normas IRAM 11061) como coeficiente de transmitancía total como la

cantidad de calor en Kcal., que se transmite totalmente en una hora a través de un m' desuperficie, existiendo una diferencia de temperatura de 1 º C entre el ambiente interno y externo.De esa manera la cantidad de calor que se trasmitirá a través del muro valdrá, como se indica enla figura.

COEFICIENTE DE TRANSMITANCIA TÉRMICA K DE MUROS Y TECHOS(En W / m² C° - IRAM 11601)

1. Cerramientos Verticales

2. Transmitancia térmica de ventanas






3. Cerramientos horizontales: Pisos

4. Cerramiento horizontales: Techos

Para muros especiales o de características particulares el coeficiente K, debe determinarse de lasiguiente forma: Para el cálculo del coeficiente de transmitancia térmica total K, se emplea lasiguiente fórmula:

Se denomina resistencia total Rt a la inversa de K:

A su vez, las inversas de α, se denominan resistencias superficiales

Siendo entonces:Rt =Resistencia a la transmitancia térmica (m2 °C/W)K = Coeficiente de transmitancia térmica total (W/m2 °C)αi = Coeficiente superficial interior (W/m2 °C)e1,2,3,4 = espesor del muro elemento (m)λ1,2,3,4 = Coeficiente de conductibilidad térmica (W/m h °C)Rca = Resistencia térmica de la cámara de aire (m2 °C/W)αe = Coeficiente superficial exterior (W/m2 °C)Rsi = Resistencia superficial interior (m2 °C/W). Normas IRAM 11601Rse = Resistencia superficial exterior (m2 °C/W). Normas IRAM 11601






Ejemplo:Aplicando las Normas IRAM 11061, calcular la resistencia térmica total de un muro, formado por mampostería de 12 cm de espesor, una cámara de aire de 2cm y un panderete de mamposteríade 10 cm exterior.

La ecuación a utilizar será:

Reemplazando los valores de cada uno, según las Normas IRAM 1160, se puede obtener el valor de la Transmitancia Térmica Total K de un elemento compuesto como el de la figura.

Resistencia Térmica Superficial de muros y techos (R (1 / α) en m² °C/Kcal)Muros Techos

Interior Rsi (1/αi)

Exterior Rse (1/αe)

Color de abajo Color de arriba

0,14 0,05 0,12 0,19

Coeficientes de Conductibilidad Térmica λ (Kcal / h m °C)Material Kg/m3 λ

(W/m h °C)MetalesAluminioCobreHierroAcero

Vidrio

HormigonesHormigón de piedra

Hormigón Armado

MamposteríaDe Ladrillos comunesLadrillos huecos cerámicosBloques de hormigón liviano

RevoquesRevoques a la cal

Enduido de yeso

2700890072007800

2700

180020002200

2400

160012001000

18002000

1000

1753304050

0,700

0,9501,0001,300

1,750

0,7000,4200,330

0,7501,000

0,420






Resistencia Térmica de Cámara de Aire Rc (m² h °C / Kcal)

Cámara horizontalEspesor en cm

Cámaravertical Color de abajo Color de arriba

1

2

0,16

0,17

0,15

0,17

0,16

0,23

Resistencia Térmica de Espacios de Aire en Edificios R (m² h °C / Kcal)

Denominación Color deabajo

Color dearriba

1. Espacio entre chapas de fibrocemento ycielorraso.

2. Espacio entre chapas de aluminio o hierrogalvanizado y cielorraso.

3. Espacio entre tejas sobre entablonado ycielorraso

0,17

0,26

0,20

0,23

0,40

0,27

PROPIEDADES DEL AIRE. PSICROMETRÍAEl aire atmosférico es una mezcla de aire seco y vapor de agua.

Composición del aireEl aire seco es una mezcla de gases constituida fundamentalmente por nitrógeno y oxígeno. Elnitrógeno es un gas inerte que no se altera químicamente, mientras que el oxígeno, en cambio,reacciona en los distintos procesos de combustión.La composición del aire seco en porcentaje de peso es la siguiente: nitrógeno 77 % Y oxígeno 22% aproximadamente. El uno por ciento restante lo componen pequeñas cantidades de otros gasescomo el anhídrido carbónico en cantidades variables, que es producto de los procesos decombustión, fermentación y otras transformaciones naturales. Existen además gases inertes comoel argón, neón, etc. y elementos extraños en suspensión que contaminan el aire, como polvos,humos, bacterias, gases nocivos, etc.La cantidad de vapor de agua en el aire es extremadamente variable y es lo que constituye lahumedad atmosférica, que tiene gran importancia para el bienestar humano y para el desarrollo degran número de procesos industriales.

Contenido de humedad en el aireEl aire contiene siempre cierta cantidad de humedad; cuando contiene el máximo posible de ellase dice que está saturado. Esa cantidad máxima de humedad que puede contener en el estado desaturación depende fundamentalmente de la temperatura. En caso de altas temperaturas, senecesita mucha humedad para saturar el aire e inversamente, en el caso de bajas temperaturas.Así, por ejemplo, a 0 °C se necesitan aproximadamente 3,78 g de vapor de agua por cadakilogramo de aire seco para saturado, mientras que a 20 ° C se necesitan 14,8 g/kg, y a 40 °C,48,5 g/Kg.Si se expresa la humedad en la unidad mencionada precedentemente, la misma se la denominahumedad específica. Entonces la humedad específica es el peso del vapor de agua en gramos por kg de aire seco.Sin embargo, suele expresarse la humedad en términos de humedad relativa. La humedad relativaexpresa el grado de saturación del aire a cualquier temperatura, expresándose en porcentaje.Así, el aire saturado o el contenido máximo de humedad tendrían una humedad relativa del 100 %,mientras que el aire perfectamente seco, o sea, sin contenido de vapor de agua, tendría unporcentaje del 0 %. De tal manera, si un aire atmosférico tiene a la temperatura de 20 °C, por ejemplo, 7,4 g/kg, la humedad relativa sería del 50 %, dado que tendría la mitad de lo quecontendría si estuviese saturado, o sea, 14,8 g/kg.Se puede expresar matemáticamente de la siguiente manera:

Donde• HR, humedad relativa (%)• he, humedad específica a una temperatura t °C (g/kg),• hes, humedad específica de saturación a t °C (g/kg).






MEDICIÓN DE LA HUMEDAD. PSICOMETRÍAEl instrumento que se utiliza en la práctica de aire acondicionado y calefacción para medir lahumedad es el psicrómetro. El mismo consta de dos termómetros idénticos en lo referente agraduación y precisión, montados en un soporte común.El bulbo de uno de ellos está recubierto por un liencillo

mojado con agua y se lo denomina termómetrohúmedo.El otro es un termómetro común que, mide latemperatura y se lo denomina termómetro seco.Girando los dos termómetros a la misma velocidad(psicrómetro de revoleo), o haciendo pasar una corriente de aire a una velocidad definida por algún otro método, siempre que el aire del ambiente no estésaturado, el termómetro húmedo irá bajando su temperaturahasta un cierto valor y luego quedará estacionario. Estatemperatura que se lee en el termómetro húmedo sedenomina temperatura de bulbo húmedo (TBH).Por elcontrario, la temperatura que se lee en el termómetro secoes la temperatura de bulbo seco (TBS).

CALOR TOTAL DEL AIRE. ENTALPÍA (HT) El contenido de calor de mezcla de aire seco y vapor de agua, o aire atmosférico, comprende calor sensible y calor latente. El calor sensible se pone de manifiesto en la temperatura de bulbo seco del aire, o sea, estáincluido fundamentalmente en el aire seco, mientras que el calor latente se encuentra contenido enel vapor de agua de la mezcla.Al contenido total de calor de la mezcla de vapor y aire se la denomina entalpía, es por lo tanto, lasuma (el calor sensible del aire, más el calor latente del agua evaporada, como fórmulasimplificada.El ábaco que contiene todos los elementos indicados precedentemente se denomina ábaco psicrométrico, y en él se representan todos los parámetros físicos de una mezcla de aire húmedo(ver figura). O sea, se determinan: TBS, TBH, he, HR, Ht.

Además se indican los valores de volumen específico, mediante curvas trazadas en virtud de losdatos de peso específico para los distintos estados, de la mezcla de aire húmedo. El volumenespecífico es la inversa del peso específico y se mide en m³/kg. Metros cúbicos de aire por kilogramo de aire.El ábaco psicrométrico, entonces, es un gráfico que relaciona temperatura, humedad, calor total yotras propiedades del aire húmedo. Con él y con la sola determinación de dos parámetroscualesquiera de una masa de aire, se pueden precisar todas sus propiedades físicas.

PSICOMETRÍA - DIAGRAMA DEL AIRE HÚMEDOEL acondicionamiento del aire de un local nos permite lograr condiciones ambientalessatisfactorias para las personas que lo ocupan, consiguiendo así su bienestar.El bienestar de las personas requiere que mantengamos el aire del local en condicionesadecuadas en cuanto a su calidad y los requerimientos higrotérmicos.

La calidad del aire dependerá de la pureza y la renovación necesaria de acuerdo con lasexigencias de cada local en particular.Los requerimientos higrotérmicos se corresponden con la temperatura y humedad que se requierapor proyecto para el interior del local. Para ello el aire del local deberá ser calentado, enfriado,humidificado o deshumidificado, según sean las condiciones del aire exterior.Conocer las propiedades del aire nos permitirá comprender con mayor profundidad los temas quedesarrollaremos más adelante.

PsicometríaSe llama atmósfera a la envoltura gaseosa que rodea la tierra. Se trata de una mezcla de gases,llamada aire, en la que se encuentran partículas en suspensión (vapor de agua, polvo, sustanciascontaminantes, etc.).Para nuestro análisis, la atmósfera en la que vivimos está constituida por una mezcla de aire seco

y de vapor de agua."La Psicometría es la ciencia que estudia las propiedades de la mezcla aire-vapor, prestandoatención especial a todo lo relacionado con las necesidades ambientales, humanas otecnológicas" •






Propiedades del AireEl aire seco actúa como una esponja. Es decir que absorbe humedad y en mayor medida cuandoactúa caliente que cuando está frío. El aire húmedo tiene cinco características variables quedefinen sus propiedades: temperatura de bulbo seco (TBS), temperatura de bulbo húmedo (TBH),temperatura de rocío (TR), humedad relativa (HR) y humedad absoluta (HA).

• Temperatura de Bulbo Seco (TBS): Se denomina TBS a la temperatura indicada en la escalade un termómetro común. Es la temperatura sensible. Indica el contenido de calor sensible del airey no da ningún indicio del contenido de calor latente.

• Temperatura de Bulbo Húmedo (TBH): Supongamos tener dentro de un conducto de aire, unrecipiente abierto y de poca profundidad lleno de agua; si el conducto está bien aislado y hacemospasar una corriente de aire a través de él de modo que barra el espejo de agua, observamos:El agua disminuirá su temperatura, primero rápidamente, luego a ritmo más lento y finalmentesaldrá a una temperatura constante.

t > t1 y Ha < Ha1

Análogamente, si se cubre el bulbo de un termómetro con una gasa húmeda y se la expone a unacorriente de aire, el agua se enfriará hasta una cierta temperatura y luego continuaráevaporándose a esa temperatura. Debido a esta evaporación del agua, la temperatura del aire encontacto con la gasa desciende, pues cede el calor necesario para la evaporación (calor latente devaporización).De esta manera medimos la temperatura del agua que se evapora y como esta temperaturadepende de las condiciones del aire que circula por el bulbo, se la denomina TBH.

Psicrómetro de revoleo

• Humedad Absoluta (Ha): Es la cantidad en peso de agua contenida en una mezcla de airehúmedo, referido a 1 Kg de aire seco, la humedad absoluta se expresa en gr de agua/Kg. de aireseco. Peso del vapor de agua en un metro cúbico de aire gr/m³

• Humedad Relativa (HR): Es una medida de grado de saturación del aire a cualquier

temperatura dada, se expresa en por ciento (%) de saturación. El aire saturado tiene 100 % HR Yel aire perfectamente seco O % HR.La HR se define como la relación que existe, expresada en por ciento (%), entre la presión parcialdel vapor de agua de la mezcla y la presión de saturación de dicho vapor correspondiente a latemperatura de bulbo seco de la mezcla:

pvs

pvx HR

100= TBs: constante

pv = Presión parcial del vapor de mezcla en kg/m2 pvs = presión de saturación del vapor de agua a la temperatura de bulbo seco de la mezcla en

kg/m2

La HR también puede definirse como la relación entre las densidades, en forma análoga a laanterior.

• Volumen Específico (Ve): Son los m3 de aire húmedo correspondientes a 1 Kg de aire seco.






cos

3

KgAireSe

AireHúmedomVe = (m3/Kg)

•

Aire Saturado: La expresión "Aire Saturado", empleada normalmente no es correcta, enrealidad, el saturado es el vapor de agua. Esta expresión quiere dar a entender que cuando lapresión parcial del vapor en la mezcla es igual a la presión de saturación correspondiente a latemperatura de la mezcla, si se aumentase la proporción del vapor, se llega a la condensación oniebla. Pero si el vapor presente en el aire está sobrecalentado se puede añadir más vapor hastallegar a su saturación.

• Punto de Rocío (PR): Es la mínima temperatura a la que puede estar una mezcla aire-vapor deagua, aire con una determinada HR, por debajo de esta temperatura el vapor de agua contenidoen el aire comienza a condensar.En el PR, el valor de HR es 100 % Y el vapor de agua está saturado. La temperatura de PR es latemperatura de saturación correspondiente a la presión parcial del vapor de agua de la mezcla.

DESCRIPCIÓN Y UTILIZACIÓN DEL DIAGRAMA PSICROMÉTRICOLa representación gráfica de las propiedades físicas de una mezcla de aire húmedo se conocecomo diagrama psicrométrico.Los diagramas normalmente disponibles se refieren a una presión normal de 760 mm de Hg y a unKilogramo de aire seco con un contenido variable de vapor de agua.El diagrama nos permite, conociendo dos propiedades de la mezcla aire-vapor considerada,conocer las restantes, por ejemplo con la temperatura de bulbo seco y temperatura de bulbohúmedo, medidos a través de un psicrómetro, yendo al diagrama podemos obtener las restantespropiedades, entalpía, volumen específico, humedad absoluta, humedad relativa.

CONSTRUCCIÓN DEL DIAGRAMA PSICOMÉTRICORepresentaremos sobre el eje de las abscisas las temperaturas de bulbo seco (en De) y sobre eleje de ordenadas la humedad específica (en Kg. de vapor de agua por Kg de aire seco).Las diferentes curvas se trazarán de la siguiente manera:

• Curva de saturación:






La curva de saturación, que limita superiormente al diagrama psicométrico, se traza recurriendo ala siguiente fórmula:

Has = 0,622 x [ pvs I ( P - Pvs)]

pv = presión parcial del vapor de la mezcla en Kg/m2 pvs = presión de saturación del vapor de agua a la temperatura de bulbo seco de la mezcla enKg/m2

.

• Líneas de humedad relativa constante:Para cada valor de la temperatura de bulbo seco TBS, se determinará la presión de saturacióncorrespondiente pvs, y luego con la fórmula obtendremos la humedad específica de saturaciónHas.Pueden trazarse aplicando la fórmula:

pvs

pvx HR

100= TBs: Constante

Por definición de humedad relativa la presión parcial del vapor de agua con el 50 % de humedadrelativa será precisamente el 50 % del valor de la presión de saturación. Es decir para unatemperatura de bulbo seco constante, la ordenada que le corresponde al 100 % la dividimos ensegmentos proporcionales obteniendo valores que corresponden a curvas de humedad relativasdistintas desde el O % correspondiente al aire seco (será coincidente con el eje de las abscisas) al100 % correspondiente al aire saturado (curva de saturación), aplicando el mismo criterio paradistintas temperaturas tendremos puntos, si unimos los puntos proporcionales al 50% obtenemosla curva de humedad relativa del 50%, de modo análogo para las demás curvas.

• Líneas de temperatura de bulbo húmedo constante:Estas líneas, ligeramente curvas, se obtienen por puntos aplicando la ecuación:






Cpa x TBH = Ha x (iv – is1) – Has x (iv – is1) + Cpa x TBS

Fijado un valor de la temperatura del bulbo húmedo TBH, para cada valor de TBS (naturalmentesuperior a TBH), se determina de acuerdo con la ecuación, el correspondiente valor de Ha.La intersección de las rectas horizontales y verticales correspondientes, respectivamente, a lahumedad específica Ha calculada, y a la temperatura TBS considerada, nos determinan un puntode la línea TBH = constante. Repitiendo el proceso para otros valores de TBS manteniendosiempre constante TBH, obtenemos las líneas de temperatura de bulbo húmedo constante, quecomo ya se ha dicho, son ligeramente curvas.

• Líneas de volumen específico constante:A lo largo de cada una de estas líneas es constante el volumen de la mezcla aire-vapor,expresado en m3 por Kg de aire seco.Fijado un valor numérico de Ve y para una pa igual a la presión atmosférica (ausencia dehumedad), de la ecuación:

Pa x Ve = Ra x TBS

Obtendremos el valor de TBS, llevado sobre el eje de las abscisas, identifica sobre dicho eje elorigen de la línea Ve = constante

Se elige luego, arbitrariamente, un valor de la temperatura de rocío Tr, y se determina con ayuda

de las tablas del vapor saturado la correspondiente presión del vapor. A continuación, y utilizandola ley de Dalton:






p = pa + pv

p = presión atmosféricopa = Presión parcial del aire secopv = presión parcial del vapor de aguaObtenemos la presión parcial del aire p.

De la ecuación: Ve = Ra x TBS / (p – pv)

Puede deducirse el valor de la TBS correspondiente a un volumen específico constante Ve.Si llamamos TBS a la temperatura calculada como se ha indicado, expresada en °C, tendremosque la intersección de las rectas vertical y horizontal correspondientes, respectivamente, a TBS yal punto de rocío inicialmente supuesto, nos proporciona otro punto de la línea Ve = constante.Repitiendo el procedimiento, manteniendo constante el valor de Ve, obtendremos la línea devolumen específico constante, que es ligeramente curva.

• Escala de las entalpías de saturación: Se determinan a partir de la ecuación:•

is = 0,24 TBS + Has x iv

is = entalpía saturadaHas = humedad específicaiv = entalpía del vapor

La escala puede dibujarse perpendicularmente a las líneas de temperatura de bulbo húmedoconstante oportunamente prolongadas.

DIAGRAMA PSICROMÉTRICO CARRIER:

Para desarrollar el proceso de refrigeración del aire trabajaremos utilizando el diagramapsicrométrico conocido por diagrama CARRIER.Podemos representado esquemáticamente de la siguiente manera, las temperaturas de bulboseco se encuentran sobre el eje de las abscisas mientras que las humedades específicas estánsobre el eje de las ordenadas.Si tomamos un punto A en el diagrama, las diferentes magnitudes relativas a la mezcla aire vapor consideradas, pueden leerse como se indica en la figura:






El diagrama está referido a un Kg. de aire seco (naturalmente con un contenido de vapor de aguavariable) y para una presión de 760 rnm de Hg.

• Consideraciones:La entalpía del aire en el punto A es igual a la entalpía de saturación que se lee sobre la escalarespectiva (7) a la que se sumará algebraicamente el valor de la desviación d indicado por la curva(10) que pasa por el punto A.En los procesos psicométricos en los que se tenga un aumento o disminución de la humedadespecífica del aire, el calor añadido (+ q) o sustraído (-q), viene dado por la diferencia entre lasentalpías final e inicial del mismo, de la que se restará la entalpía de la humedad (agua o hielo)añadida (+ i1) o sustraída (- i1). Por lo tanto, ± q = i2 – i1 (± i1).Cabe decir que la entalpía de la humedad añadida o sustraída durante un proceso psicométrico, y

las desviaciones de la entalpía, son normalmente despreciadas en los cálculos en los que no serequieran resultados exactos lo que generalmente ocurre en los relativos al acondicionamiento deconfort.Por lo tanto, al emplear el diagrama Carrier, se tomará siempre como entalpía de la mezcla lacorrespondiente de saturación a temperatura de bulbo húmedo constante sin tener en cuenta lascorrecciones, (despreciables), más arriba indicadas.Dichas correcciones empiezan a ser de cierta importancia para temperaturas de bulbos húmedosdel aire inferiores a los 0 ºCEl diagrama original Carrier proporciona asimismo los factores de corrección para cada una de lasdiversas variables, en el caso de que la presión barométrica no sea de 760 mm de Hg.

Se ha tomado como valor cero para la entalpía, el correspondiente a una temperatura de 0 °C yuna humedad relativa del 100 %.

• Escala de factor de calor sensible:El factor de calor sensible (FCS) es la razón aritmética del calor total sensible al calor total, en queel calor total es la suma del calor sensible y el calor latente.

FCS = Qs / (Qs+Q1)Donde:FCS = factor de calor sensibleQs = calor sensibleQ1 = calor latenteSobre el margen derecho del diagrama se encuentra la escala del "factor de calor sensible" FCS,

relación entre calor sensible y total absorbidos o cedidos por el aire durante un procesopsicométrico. Si unimos los diferentes valores de esta escala auxiliar con el punto 26,7 °C, 50 %HR, polo de la misma, obtendremos diferentes inclinaciones correspondientes a los diferentesfactores de calor sensible.






El estado del aire impulsado en el local debe ser tal que compense simultáneamente las perdidas

o ganancias sensibles y latentes del local. Si debemos extraer o agregar solamente calor sensibleal aire del local, la representación de la evolución en el diagrama psicrométrico corresponde a unalínea horizontal. Si solamente se extrae o agrega calor latente, la representación de la evoluciónen el diagrama psicrométrico corresponde a una línea vertical. Estas situaciones no se dan en lapráctica sino que tendremos que extraer o agregar en forma simultanea calor sensible y calor latente, la evolución se representa mediante una recta cuya pendiente está dada por el FCS.Nunca conseguiremos un adecuado estado de bienestar sino inyectamos el aire tratado con elFCS que requiere el local en cuestión. Podemos decir entonces que si se extrae demasiado calor sensible, pero no demasiado calor latente, el aire se encontrará demasiado frío y además seráexcesivamente húmedo. Por otra parte si se extrae demasiado calor latente, pero no demasiadocalor sensible, el aire se encuentra demasiado caliente y seco. Sin embargo en ambos casosutilizamos la misma potencia frigorífica que si la inyección del aire hubiera sido la adecuada.

Ejemplo de aplicación del Ábaco PsicrométricoSi se conocen dos de las siete propiedades mencionadas anteriormente, las otras puedendeterminarse en el ábaco. Supóngase que con un psicrómetro de revoleo se lee:

T Bs = 35 °C y T BH = 24,5 °C

Se lee en el ábaco psicrométrico los siguientes datos:

Humedad Específica he = 15,3 g/KgHumedad Relativa HR = 43 %






Temperatura de Punto de Rocío T PR = 20,3 °C (prolongando la horizontal hasta la línea desaturación)Volumen Específico Ve = 0,895 m³/KgEntalpía o Calor Total Ht = 17,9 Kcal/Kg

SENSACIÓN TÉRMICAEl hombre posee una temperatura interior promedio de 37°C, comportándose como una máquinatérmica perfecta.Así entonces tiende a mantener constante su temperatura corporal sobre la base de mecanismosde auto regulación que compensan las disipaciones por ingestión de bebidas y alimentos,ejercicios físicos, etc., con el entorno físico climático (de frío, calor, radiación solar, aire enmovimiento etc.).La exudación, transpiración y transferencias de calor son los mecanismos naturales con que elcuerpo responde al medio externo, según se ve en la figura.Conseguir las condiciones ambientales satisfactorias implica conocer los factores ambientales queinfluyen sobre el bienestar del hombre.El organismo humano genera continuamente una cierta cantidad de calor para mantener latemperatura del cuerpo, cuando esta emisión se produce sin molestias y fatiga se dice que el

cuerpo esta en equilibrio homeotérmico con el medio ambiente, obteniéndose la sensación debienestar. Esta energía calórica es emitida al medio en dos formas calor sensible y calor latente. Elcalor sensible produce un aumento de temperatura del aire ambiente que rodea a nuestro cuerpo,y se disipa por conducción y radiación. Mientras que el calor latente es emitido por la exudación yla exhalación, en ambos casos se produce vapor de agua que viene a aumentar la cantidad dehumedad en el ambiente.Las dos formas de transmisión del calor del cuerpo al ambiente, sensible y latente, se compensanentre sí de tal manera que su suma permanece constante, con independencia de las condicionesambiente que los rodea. Si la temperatura del aire ambiente baja, el calor cedido por convección,radiación y conducción aumenta, disminuyendo el calor cedido por evaporación.El organismo humano altera la composición del aire de los ambientes en los que vive elevando elporcentaje de CO2, disminuyendo el de O2 emitiendo sustancias aromáticas, humo de tabaco yelevando la concentración de bacterias patógenas.

CONFORT HOMEOTÉRMICOPodemos definir el confort térmico como unestado de sensación de bienestar físico delas personas, con respecto a lascondiciones homeotérmicas del medioambiente que lo rodea.Los factores que afectan a las condicionesde confort los podemos agrupar en:

a) Factores que dependen del individuob) Factores que dependen del medioambiente

a) La cesión de calor, del cuerpo alambiente se produce por:Radiación de la superficie de la piel y lavestimenta a las paredes y muebles dellocal.Conducción y convección de la superficie dela piel y de la vestimenta al aire del local.Evaporación del vapor de agua por, exudación de la piel.Respiración caliente y prácticamente saturada de humedad.

La suma del calor transmitida por radiación, conducción y convección se la denomina calor sensible seco del cuerpo humano.La suma de calor transmitida por evaporación y respiración se la denomina calor latente o

húmedo del cuerpo humano.La suma de calor sensible y de calor latente permanece constante para distintas temperaturas,dependiendo su variación de la edad, la dimensión física, el sexo, la vestimenta y la actividad quedesarrolla y de la velocidad del aire. Por ejemplo, si bajamos la temperatura del aire ambiente, el






calor sensible aumenta, disminuyendo el calor latente en la misma proporción que aumento.Se logrará confort térmico cuando la eliminación del calor sensible y latente del cuerpo humano serealice con el mínimo esfuerzo.

b) Los factores que determinan la sensación de confort de las personas en el interior de un local

son básicamente los siguientes:• Temperatura del aire: Temperatura media de las superficies que rodean el local.• Humedad relativa.• Velocidad del aire en la Zona de permanencia.• Ventilación y purificación del aire.• Ruido.

Estos factores que influyen en el bienestar homeotérmico son los componentes del clima de unlocal.Para la sensación de confort homeotérmico no hay valores absolutos, ya que con las mismascondiciones de clima de un local varía la sensación para cada individuo en particular.Existen factores independientes del clima del local como ser el ritmo de trabajo, el grado de fatiga,edad sexo, vestimenta, estado de salud, etc. Influyen además costumbres, alimentación modos de

vivir, etc.• Temperatura del medio ambiente:Una sensación de frío o de calor excesivos no es satisfactoria. Por ello la temperatura en la zonade permanencia es relevante para que las personas se sientan confortables, dependiendo de laépoca del año. Ello se debe que el metabolismo del cuerpo humano se adapta a las condicionesclimáticas extremas.Las temperaturas a adoptar dependerán de la época del año, la actividad que desarrolle elindividuo dentro del local, como esta vestido, su sexo y hasta su peso corporal. En la prácticapodemos adoptar para personas en actividades sedentarias o moderadas los siguientes valores:

Invierno (Vestimenta normal) 18 ºC a 22 ºCVerano (Vestimenta liviana) 23 ºC a 27 ºC

• Humedad relativa del aire:Un ambiente demasiado seco produce sequedad de las mucosas, mientras que un ambienteexcesivamente húmedo produce sensación de ahogo. Dijimos que mediante la exudación,evaporación a través de la piel, eliminábamos calor del cuerpo, la misma se verá favorecida si lahumedad relativa baja y se retarda si es elevada. La humedad relativa debe estar entre el 30% y el70%, considerándose como valor optimo en verano como en invierno el 50% de humedad relativa.Si la humedad relativa disminuye por debajo del 30% se provoca un resecamiento de las mucosasrespiratorias, y si se supera el 70%, se tiene una sensación de pesadez, se produce ahogodificultándose la respiración.

• Velocidad del aire - Circulación:Velocidades excesivas de circulación del aire puede producir sensación de molestia, en cambio

circulación lenta del aire puede producir una sensación de encierro. También la circulación del aireesta relacionada con la temperatura del local, debido a que un movimiento excesivo en veranopuede dar una sensación de frescura pero si bajamos la temperatura del local se puede provocar molestias y efectos nocivos para la salud.En general suele considerarse en zonas de permanencia de las personas una velocidad deinyección del aire tratado de alrededor de 5 a 8 m/min.

• Ventilación y purificación del aire:El ser humano produce al respirar anhídrido carbónico produciendo un enrarecimiento del aire,además éste contiene polvo y agentes patógenos perjudiciales para la salud.Por ello hay que renovar el aire y a su vez purificado tanto física, químicamente ybacteriológicamente.

• Ruido:La instalación de aire acondicionado (verano e invierno) debe funcionar sin producir ruidosmolestos.






Parámetros que afectan el confortLa sensación térmica varía con arreglo a una serie de parámetros de diverso tipo los cualespueden clasificarse como sigue:• Parámetros físicos como la temperatura del aire, la humedad, la velocidad del aire y el entornoradiante.•

Parámetros circunstanciales como la actividad, la vestimenta y el tiempo de permanencia en elambiente.• Parámetros fisiológicos como la edad, el sexo y otras características de las personas.• Parámetros psicológicos y sociológicos como las expectativas, la condición social y lanacionalidad.

La variación de cada parámetro afecta la manera como se percibe el ambiente, por lo que laposibilidad de lograr confort depende de ellos. En lo que sigue se explica la influencia de cadauno.

Parámetros Físicos• Temperatura del aireLa temperatura del aire es corrientemente utilizada como índice del estado térmico de un

ambiente. Sin embargo, a pesar de ser fundamental, es en la práctica insuficiente para explicar lasensación térmica que cabría esperar en un lugar determinado. Una evaluación más adecuadarequiere necesariamente combinarla con al menos los demás parámetros físicos, específicamente,la humedad, la velocidad del aire y el entorno radiante.A la temperatura del aire se le llama en términos técnicos temperatura de bulbo seco (TBS) puestoque se mide con un termómetro de mercurio seco (si el mismo estuviera mojado la evaporacióndel agua lo enfriaría afectando la lectura), protegido de la radiación del entorno por medio de uncontenedor de acabado exterior reflectante, el cual a su vez permite una renovación adecuada delaire.

Izquierda: tres tipos de termómetros convencionales.Derecha: termómetros de estación meteorológica protegidos de la radiación y el agua (pantalla de Stevenson).

Cuando la temperatura del aire esté por debajo de la temperatura de la piel se producirá unatransferencia de calor por convección desde la piel hacia el aire. En caso contrario será el aire elque transfiera calor hacia la piel. Considerando que la temperatura de la piel es en promedio 33ºC,para que esto último ocurra el ambiente debe ser cálido, con altas posibilidades de producir malestar térmico.

Humedad del aireEl aire se conforma de diversos gases como nitrógeno (78%), oxígeno (21%), argón (0.9%) ydióxido de carbono (0.03%). Bajo condiciones atmosféricas normales contiene también ciertacantidad de vapor de agua, proveniente principalmente de la evaporación de mares, lagos y ríos yde la evapotranspiración del suelo y la vegetación. En ambientes cerrados habitados adquiereasimismo importancia la humedad producida por la evaporación del sudor de las personas y surespiración.La cantidad de vapor de agua que alcanza portar el aire varía fuertemente según su temperatura.Si el aire es caliente puede contener gran cantidad de vapor, llegando a constituir hasta 5% delvolumen. Si en cambio es frío su capacidad de contener vapor es pequeña. De ahí que si seenfriara progresivamente una parcela de aire se llegue a una temperatura llamada temperatura derocío en la que el vapor de agua empezaría a condensarse. Del mismo modo, si se aumentaragradualmente el contenido de humedad de una parcela de aire manteniendo constante su

temperatura se llegue a un punto en que el vapor comenzaría también a condensarse, denomina-do punto de saturación. En ambos casos se dice que el aire está saturado o con humedad relativade 100%. En otras palabras, para esas combinaciones de temperatura y humedad el aire nopuede contener más vapor. Si distintamente se tuviera, por ejemplo, a una temperatura dada, una






humedad relativa de 50%, todavía cabría una cantidad absoluta de vapor equivalente a la que hay,siempre que no cambie la temperatura.Se deduce que existen dos maneras de expresar la humedad: en términos absolutos, como elcontenido absoluto de vapor de agua en el aire (humedad absoluta (HA), medida, por ejemplo, engramos de vapor de agua por kilogramo de aire) y en términos relativos, como el porcentaje de

vapor de agua que se tiene respecto de la saturación a una temperatura dada (humedad relativa(HR)). De ahí que si se deseara averiguar con base en la humedad absoluta cuánto es lahumedad relativa se deberá primero saber cuál es la temperatura del aire.El instrumento clásico para medir la humedad se llama psicrómetro. Consiste en un termómetro demercurio ordinario que registra la temperatura de bulbo seco y de otro cuyo bulbo se mantienehumedecido. Al evaporarse el agua de este último se produce un enfriamiento, por lo que elregistro del termómetro de bulbo húmedo será menor que el de bulbo seco. Cuanto más seco estéel aire mayor será la diferencia entre las dos lecturas pues la evaporación será mayor y elenfriamiento más pronunciado. Obviamente, en un ambiente saturado (HR=100%) lastemperaturas de bulbo húmedo y bulbo seco serán iguales, pues no se evaporaría el agua (ya queel aire no admitiría más vapor). La temperatura de bulbo húmedo (TBH) se constituye así en unatercera forma de medir la humedad del aire siempre que se conozca a la vez la temperatura debulbo seco.

Se entiende ahora la importancia de la humedad del aire en la sensación térmica: es ella la quedetermina la eficacia de la evaporación del sudor, tanto en la piel como en los pulmones y víasrespiratorias, condicionan-do la disipación del calor sensible del cuerpo. Es por ello que los climascálidos y muy húmedos sean llama-dos coloquialmente “pegajosos”.Las relaciones físico-matemáticas entre la temperatura del aire, la humedad relativa, la humedadabsoluta, la temperatura de bulbo húmedo y la presión de vapor son complejas. Por ejemplo, paracalcular HR sobre la base de TBS y TBH se debe resolver un sistema de ecuaciones engorroso.Existen sin embargo programas de computación que proporcionan directamente el resultado (unode ellos es “Psychrometer Calculator”, http://www.hutchrick.com). No obstante, la herramienta másutilizada –y más descriptiva respecto de muchas aplicaciones técnicas para averiguar cómo serelacionan la temperatura y las diferentes maneras de medir la humedad es el llamado diagramapsicrométrico o diagrama de aire húmedo.

Clasificación climática en el diagrama psicrométrico

Velocidad del aire






El aire que roza a las personas influye en la sensación térmica de dos maneras: modificando lacantidad de calor intercambiado por convección y aumentando la eficacia de la evaporación delsudor.Si la temperatura del aire es menor que la de la piel la ventilación puede incrementar significativamente las pérdidas convectivas de calor. Ello ocurre porque el aire en movimiento

entra en contacto directo con la piel caliente al fluir alrededor de ella y porque la convección nosólo depende de la diferencia de temperatura entre el aire y la superficie a la cual roza sino de lavelocidad con que lo haga.Por otro lado, por efecto de la viscosidad del aire se crea una capa próxima a la piel que semantiene adherida a ella llamada de manera genérica capa límite. Si la velocidad del aire es nula omuy pequeña esta capa se calienta hasta temperaturas cercanas a la de la piel requiriéndosecierto grado de ventilación para renovarla.En adición, en climas regularmente húmedos (HR entre 50 y 80%) dicha capa se puede saturar como consecuencia de la evaporación del sudor, requiriéndose igualmente su sustitución por aireno saturado a los fines de mantener la eficacia de la evaporación. En ambientes muy secos(HR<40%) la evaporación es sobrada-mente eficiente, por lo que la velocidad del aire tiene pocaincidencia en el proceso de enfriamiento evapora-tivo de la piel. En ambientes muy húmedos(HR>80%) la capacidad evaporativa del aire se hace tan baja que la velocidad del aire presenta

igualmente poca incidencia en el proceso evaporativo.La velocidad del aire tiene consecuencias que van más allá del confort térmico y que valemencionar. Una corriente de aire se hace perceptible cuando sobrepasa los 0.3 m/s. Por debajo deesas velocidades las personas no perciben movimiento, cualquiera que sea el estado higrotérmicodel aire. Por otro lado, dependiendo del uso del espacio, por encima de valores del orden de 1 a 2m/s aparecen situaciones incómodas, pues comienza a darse una molestia por posibles ráfagas, altiempo que una corriente de tales magnitudes puede volar papeles y objetos ligeros o transportar polvo y tierra. Es interesante resaltar que por encima de 2 m/s cualquier aumento de velocidaddeja de tener influencia en el confort. La siguiente figura ilustra de manera genérica cómo más alláde esa velocidad el movimiento del aire deja de subsanar cualquier aumento de temperatura quetienda a producir malestar. La razón es que el enfriamiento producido por corrientes de aire estanto más efectivo cuanto menor sea la temperatura del aire con respecto a la temperatura de lapiel.

Relación entre el confort, temperatura del aire y velocidad del aire

La velocidad del aire se mide con anemómetros. Éstos pueden ser de aspas o de hilo caliente. Losprimeros consisten en aspas sujetas a un eje, las cuales giran al paso de las corrientes de aire: a

mayor velocidad de aire mayor velocidad de giro. Los segundos son pequeños sensores queconsisten en un hilo metálico que al recibir las corrientes de aire se enfría en mayor o menor grado, dependiendo de la velocidad del mismo. La energía necesaria para mantener la






temperatura de dicho hilo constante en conexión con la temperatura del aire da la medida de lavelocidad.

Distintos tipos de anemómetros (los dos de la izquierda son de aspasy el de la derecha, de hilo caliente).

Parámetros CircunstancialesLa actividad, la vestimenta y el tiempo de permanencia en un determinado ambiente constituyenparámetros importantes del confort térmico. Con relación a la actividad, ya se explicó su relacióndirecta con el metabolismo, por lo que no se le tratará en el presente apartado.

El tiempo de permanencia es un factor que cobra importancia cuando se analiza el confort enlugares en que los individuos no permanecen por mucho tiempo. En tales casos las exigenciasresultan algo más flexibles, debido a que ante un cambio térmico el organismo requiere de unos15 a 30 minutos para completar (o intentar hacerlo) su labor de autorregulación (es por ello que enestudios experimentales de confort se espera ese tiempo antes de interrogar a los voluntariosacerca de la sensación térmica).En cuanto a la cantidad y tipo de ropa, éstas alteran de manera importante los intercambios decalor entre la piel y el ambiente. Esto se debe sobre todo a su efecto térmico aislante. De hecho, elefecto aislante de la ropa es tan grande que permite sobrevivir bajo temperaturas incluso menoresque –20ºC.

Parámetros FisiológicosFactores como la edad de las personas o su sexo afectan en principio la percepción del entorno

térmico, fundamentalmente por las variaciones en la producción metabólica que comportan. Entérminos generales, las personas de sexo femenino y las de edad avanzada producen menos calor metabólico, haciendo que sean más propensas al frío y más lentas a adaptarse a condicionestérmicas cambiantes. Por otro lado, las mujeres tienen menor cantidad de vasos sanguíneos cercade la superficie de la piel y las personas de edad avanzada sufren deficiencias en la circulación, loque genera en ambas una reacción más lenta a los cambios de temperatura.Sin embargo, los experimentos realizados al respecto muestran resultados difíciles de generalizar debido a las variaciones continuas que los individuos experimentan en sus procesos hormonales ysu estado general de salud (cuyo discernimiento no siempre es posible para el individuo) lo cualafecta a su vez el metabolismo y la percepción del entorno térmico.

Parámetros Psicológicos y SociológicosEstudios recientes muestran que existe relación entre las expectativas psicológicas antedeterminado ambiente térmico o el clima en que se vive y la sensación de confort térmico. Por ejemplo, se ha constatado que los requerimientos son más estrechos en ambientes con aireacondicionado. Igualmente, que los habitantes de climas tropicales se sienten confortables bajocondiciones que resultarían calurosas para habitantes de climas fríos.Si bien tales evidencias no han sido esclarecidas a la fecha con rigor, se presume que se da unaadaptación de la percepción de la información sensorial, la cual puede ser significativamenteatenuada por las experiencias personales y las expectativas con relación a determinado clima,llevando a una disminución de la intensidad con que se le percibe. Por otro lado, pudiese tambiénpresumirse un proceso fisiológico consistente en una adaptación genética de los grupos humanosal clima en que se desenvuelven. Sin embargo, estudios de laboratorio en cámaras climáticas hanrevelado que individuos originarios de países con climas muy disímiles pero viviendo en unamisma zona geográfica muestran prácticamente la misma apreciación de confort.Lo que en realidad pareciera darse es efectivamente una adaptación de los mecanismossensoriales y termorreguladores del cuerpo (los cuales toman días o semanas) como respuesta adeterminadas condiciones térmicas.






ÍNDICES DE CONFORTLa sensación térmica se valora en la práctica a través de los llamados índices de confort. Estossurgieron de la necesidad de estimar los efectos combinados de los parámetros que intervienen enlos intercambios entre el cuerpo humano y el ambiente sobre las respuestas fisiológicas ysensoriales de las personas a fin de expresar cualquier combinación a través de un valor único. En

principio, mientras más parámetros se incluyan más precisa será la evaluación. Sin embargo, lapráctica muestra que a veces los más complicados no son siempre los más exactos y los mássimples no son siempre los más fáciles de aplicar.Dos lugares pudieran tener condiciones muy disímiles de temperatura, humedad, velocidad de airey radiación pero un mismo índice de confort, revelando que producen una misma sensacióntérmica. Debido a que las personas no son sujetos de experimentación semejantes, constantes ológicos, la definición de los rangos en que estos índices se corresponden con las condiciones deconfort térmico se hacesobre la base estadísticade encuestas (el enfoquepuede ser empíricocuando las encuestas sehacen en campo o

analítico cuando se hacenen cámaras climáticas).Dependiendo del tipo deedificación se puedendespreciar algunosparámetros, fijar otros(por ejemplo, lavestimenta o la actividad)y considerar la variaciónde los más significativos,que son los parámetrosfísicos del ambiente.Los índices de confort

conforman losrequerimientos térmicos.El arquitecto debe diseñar para que los espacioscumplan con valoresadmisibles de estosíndices.

Condiciones de confort bioclima tico






CONDICIONES DE DISEÑO - ESTUDIO DE CARGAS TÉRMICAS - INTRODUCCIÓNAcondicionar térmicamente un local requerirá que introduzcamos o extraigamos calor según laépoca del año. Para calefaccionar o refrigerar adecuadamente un local hay que agregar o extraer tanto calor como sea necesario, ahora bien ¿cuánto calor debemos introducir o extraer del localpara alcanzar las condiciones de temperatura interior deseada?

La respuesta es sencilla: el mismo calor que se pierde o gana debido a la diferencia detemperatura entre el interior y el exterior del local.La carga térmica es el calor que entra o sale del local, su determinación permite diseñar ydeterminar el o los equipos de aire acondicionado.

CONDICIONES DE DISEÑO DE LAS INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN Y AIREACONDICIONADOLa función principal del acondicionamiento del aire es mantener, dentro de un local determinado,las condiciones de confort, o bien las condiciones necesarias para la conservación de un producto,o para la un proceso de fabricación. Nosotros trataremos exclusivamente las instalaciones deconfort.• Condiciones de diseño exterior:Para la determinación de las condiciones de diseño exterior no se adoptan los valores extremos de

temperatura y humedad relativa, ya que los mismos se presentan durante pocos días y por logeneral son picos de corta duración.El criterio que se adopta es el de promediar las condiciones de temperaturas extremas con lasmedias, lo mismo con las humedades relativas. Para nuestro país se puede adoptar los valoresestablecidos en la siguiente tabla:

Condiciones exteriores de diseño para la Republica ArgentinaLas condiciones exteriores de verano se estiman aproximadamente a las 15.00 hs.

Estadísticas climatológicas – SERVICIO METEREOLÓGICO NACIONAL

• Condiciones de diseño interior:Los parámetros de diseño para lograr las condiciones de confort, dependerán principalmente de laestación del año, ya sea verano o invierno. Además del destino que le demos al local. En lapráctica, suelen adaptarse las condiciones establecidas en la siguiente tabla:






Condiciones de Proyecto recomendadas para ambiente interior Invierno y Verano

Cabe aclarar que en las instalaciones de calefacción por paneles radiantes, debido a que latransferencia del calor se realiza por radiación desde el panel radiante hacia el ambiente acalefaccionar, se adopta de 3 a 5 grados menos que la temperatura del aire de diseño(dependiendo del grado de actividad que se desarrolle en el local).La temperatura interior se considera para personas en reposo y se debe medir en la zona derespiración a 1,5 metros desde el piso y a no menos de 1 metro de las paredes exteriores

ESTUDIO DE LAS CARGAS TÉRMICAS DE LAS INSTALACIONES DE AIRE

ACONDICIONAMIENTODefiniremos como carga térmica de acondicionamiento a la cantidad de calor que hay que extraer en verano o incorporar en invierno. El cálculo de las cargas térmicas de una instalación de aireacondicionado consiste en determinar las cantidades de calor sensible y de calor latente, que hayque extraer en verano o aportar en invierno para producir y mantener en el local acondicionado lascondiciones de temperatura y humedad relativa prefijadas. El mismo permitirá determinar lascaracterísticas y dimensiones de la instalación.Antes de hacer la estimación de la carga es necesario realizar un estudio completo que garanticela exactitud de la evaluación de las componentes de carga.

Es indispensable que el estudio sea lo más preciso y completo posible, no debiendo subestimarsela importancia de ningún factor.1. Planos de los locales a acondicionar a acondicionar - Arquitectura, estructura, instalaciones,

etc.2. Tipo de instalación deseada.3. Orientación del edificio - Condiciones de diseño exterior

a) Coordenadas geográficas, orientación de los locales.b) Edificios próximos.c) Superficies reflectantes

4. Destino del local - Condiciones de diseño interior.5. Tiempo de funcionamiento diario previsto de la instalación.6. Dimensiones del local - ancho, alto y largo.7. Estructura - características.8. Materiales de construcción - pisos, paredes, techos, carpinterías- (constitución, calidad,

espesores, dimensiones, etc.).9. Características y dimensiones de los cerramientos, puertas, ventanas, lucernario, persianas o

cortinas (interiores o exteriores).10. Accesos, escaleras, conductos de humo.11. Condiciones mantenidas en verano e invierno en los locales adyacentes.12. Ocupantes- cantidad y ocupación.






13. Alumbrado- potencia, tipo, horas de uso.14. Motores, utensilios, maquinarias- potencia, ubicación.15. Ventilación- de acuerdo a los ocupantes, por excesiva acumulación de humos, olores, etc.16. Almacenamiento térmico- comprende el horario de funcionamiento y la capacidad de

almacenamiento e inercia térmica de las paredes, pisos, techos y carpinterías.

17. Funcionamiento continuo o intermitente- Si, el sistema debe funcionar durante todo el día, osolamente en ocasiones.18. Situación de los equipos y servicios

a) Espacios disponibles para ubicar los equipos.b) Posibles obstrucciones, para trazado de cañerías y conductos. e) Situación de tomas deaire exterior.c) Accesibilidad a los equipos para su control y mantenimiento.

19. Locales y espacios previstos para la instalación del sistema de aire acondicionado.

CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS:Las cargas de acondicionamiento las podemos clasificar de la siguiente manera:

1. Por la forma:a) Calor sensibleb) Calor latente

2. Por la fuente:a) Internab) Externa

3. Por el tipo: a) Trasmisiónb) Radiación solar c) Infiltraciónd) Ventilación

e) Personasf) Iluminacióng) Motoresh) Artefactosi) Otras fuentes

ANALISIS DE LAS CARGAS DE ACONDICIONAMIENTO:Las cargas de acondicionamiento las dividieron en dos ciclos:

o Carga térmica ciclo invierno Calefaccióno Carga térmica ciclo verano Refrigeración

CARGA TÉRMICA CICLO INVIERNO

El estudio de las cargas térmicaspara el ciclo invierno de los localesa tratar, permite determinar cuantocalor debe suministrar el sistema decalefacción para compensar laspérdidas de calor que en el mismose producen, lo cual me permitirámantener la temperatura confortablede los ambientes tratados.La valorización de la carga térmicapara el ciclo invierno, sirve de basepara seleccionar el equipo decalefacción.

Normalmente se calcula dicha cargacon las temperaturas invernales quese producen generalmente denoche, por ese motivo no se toman






en consideración las ganancias de calor producidas por las fuentes internas (personas, alumbrado,etc.).

La evaluación de la carga debe entonces tener en cuenta:• Las pérdidas por transmisión de calor por cerramientos: Se producen a través de las

paredes, ventanas, puertas, techos, pisos que componen los cerramientos del local estudiado• Las pérdidas por infiltración - Ventilación: El calor necesario para compensar las entradasde aire exterior, producidas por infiltración a través de las carpinterías que dan al exterior, o elnecesario para la ventilación del local para conservar las condiciones de salubridad.a) Pérdida de calor sensible correspondiente al calor necesario para calentar el aire de infiltracióndesde la temperatura exterior a la temperatura ambiente.b) Pérdida de calor latente correspondiente al caudal de agua que debe ser evaporada para llevar el aire de infiltración desde la humedad específica exterior a la requerida interior.c) En caso de que la instalación de calefacción sea realizada por aire es, además, necesarioagregar:El calor necesario para llevar el aire exterior de ventilación introducido por el acondicionador desdelas condiciones de temperatura y humedad exteriores a las interiores.

• Balance Térmico de InviernoEl balance térmico de invierno es un procedimiento que sirve para conocer cual es la cantidad decalor que debe introducirse en un local, ambiente interior o sitio cerrado para compensar laspérdidas de calor que se generan a través de la envolvente (techos, muros, pisos, vidriados,infiltraciones), manteniendo una determinada temperatura de confort.Así la demanda de calor generada por las pérdidas de este a través de la envolvente de un local lallamaremos pérdidas totales y será la sumatoria de todas las pérdidas parciales por techos, muros,pisos, vidriados e infiltraciones debidas a rendijas y orificios en la envolvente.

Es importante conocer a cuanto ascienden las pérdidas totales de calor porque nos permitirá eldimensionamiento del sistema de calefacción. Sistema que como veremos más adelante poseemultitud de posibilidades sintetizadas en un elemento generador de calor, un sistema dedistribución y unidades terminales que entregan el calor necesario en cada local a partir de

conocer sus pérdidas totales de calor.

En el balance térmico de invierno clásico (no DAC) solamente se tienen en cuenta en la ecuaciónde balance las pérdidas de calor del local y se descartan los aportes generados por el sol, por laspersonas y el equipamiento, por la actividad que generan estas personas y la carga térmica totalsurge de una diferencia de temperatura fija entre el interior y el ambiente exterior para unacondición de diseño extrema.

Esto permite asegurar al calculista y al instalador que aún en las peores condiciones (interior dellocal vacío y sin actividad y extremo térmico en el exterior para cierta localidad) el ambiente interior debe encontrarse en confort.

Por otra parte un balance térmico de invierno DAC busca minimizar el uso de energías

convencionales y aprovechar todo aporte de calor externo o interno disponible. Con esto se logranequipos de menor potencia, ahorro en materiales, ahorro de energía, reducción de emisiones, ytodo esto tiende a una edilicia un poco más sustentable.

Lamentablemente esta visión bioclimatica y ambiental excede por su complejidad el nivel de gradoy solo lo podemos ver conceptualmente.

Datos de partidaAl comenzar a calcular una instalación de calefacción, es necesario acopiar previamente lossiguientes datos:

1. Planos del local: planta, sección y fachadas.2. Tipo de instalación deseada.

3. Tipo de construcción, sección de paredes, suelos y techos.4. Tipos y características de cerramientos: ventanas, puertas, claraboyas, etcétera.5. Uso del local. Condiciones interiores: temperatura y humedad en invierno.6. Condiciones interiores de los locales contiguos.






7. Condiciones exteriores de base: temperatura y humedad en invierno.8. Grado de tolerancia para la temperatura y humedad interiores.9. Tipo de combustible deseado para la calefacción.10. Temperatura del agua disponible y caudal.11. Características de la energía eléctrica, tensión.

12. Dimensiones y situación de la sala de máquinas.13. Renovaciones de aire necesarias.14. Otras observaciones: sombras de otros edificios, uso de persianas o parasoles, color de las

cortinas, velocidad del aire en la localidad y dirección más frecuente, etc.Con todos estos datos, se procederá al cálculo de las pérdidas de calor a compensar.

Condiciones InterioresEs otro de los datos de partida importantes a fijar en el cálculo de un sistema de calefacción. Esteapartado viene totalmente influenciado por los requerimientos de confort y podremos clasificarlosen:1. Máximo confort;2. Confort normal; y3. Mínimo confort.

En la siguiente tabla hemos resumido dichas condiciones de temperaturas interiores de partida afijar en un cálculo de calefacción en invierno.

Valores recomendados de temperatura y humedadEn climatización invernal para diversos tipos de locales

Condiciones exteriores:Las condiciones exteriores dependerán de cada localidad o punto sobre la superficie terrestredonde deseemos localizar nuestro edificio y es usual que requieran un sistema de calefacción losque se encuentren en climas templados a muy fríos, no así los localizados en climas cálidos.Como en nuestro caso los edificios [os localizaremos en la zona del gran La Plata solamentedeberemos considerar dos temperaturas de diseño. Una para zona urbana y otra para zonasuburbana.






Datos climáticos del país. Para más información dirigirse a la Web de Servicio Meteorológico Nacional

Procedimiento Balance Térmico Invierno:La ecuación general de balance térmico de invierno clásica es la siguiente:

T Q = C Q + iQ (1)

Donde:T Q = Cantidad de calor de pérdida toral del local analizado (W)

C Q = Cantidad de calor de pérdida por conducción a través de la envolvente del local analizado

(W)

iQ = Cantidad de calor de pérdida por infiltración de aire exterior al local (W)

Entonces tendremos que la cantidad de calor de pérdida por conducción a través del local será:

C Q = oQ ( 1 + d Z + h Z + c Z ) (2)

Donde:

C Q = pérdida de calor por conducción a los locales que limitan el local analizado (W)

d Z =

mejoramiento por interrupción del servicio (adimensional). Esto contempla el gasto deenergía adicional para poner en régimen el sistema de calefacción y se contemplan trescoeficientes suplementarios: 0,07 para servicio ininterrumpido (usual en viviendas, hospitales,asilos, etc.); 0,15 para servicio interrumpido entre 8 y 12 hs diarias (usual en edificios de comerciosy oficinas) y 0,25 para servicio interrumpido entre 12 y 16 hs diarias (fábricas o casos especiales).

h Z = Mejoramiento por pérdidas de cañerías de calefacción o conducción de aire caliente

(adimensional). Varia con el tipo de extensión y nivel de aislamiento térmico de las cañerías dedistribución pero como norma práctica varia entre 0,05 a 0,10.

c Z = Mejoramiento por orientación (adimensional). Esto se debe a la orientación del local y se

recomienda los siguientes valores: 0 para orientados al E y O; -0,05 para orientados al N, NE Y NOY 0,05 para orientados al S, SE Y SO.

Luego tendremos que las pérdidas por conducción oQ a través de la envolvente de un local, ver la

figura, se da por la siguiente ecuación:






oq = K A ( it - et ) (3)

Donde:K = Transmitancía térmica del cerramiento (muro, techo, piso, ventana, etc.) en (W/m2.K). Nota:

para conocer va/ores de K en cerramientos puede consultarse las Normas IRAM 11601 y 11605). A = Superficie del cerramiento en m2

it = Temperatura interior en °Cet = Temperatura exterior de diseñó en °C

oQ = Σ oq

oq = K A ( it - et )

CARGA DE REFRIGERACIÓN EN VERANOTendremos así que la sumatoria de todas las pérdidas parciales qo por conducción a través de laenvolvente nos dará las pérdidas totales por conducción Q0 según la siguiente ecuación:

oQ = Σ oq (4)Conocidas las pérdidas por conducción pasaremos a determinar las pérdidas por infiltración deaire a través de las rendijas y orificios en los cerramientos móviles. Esta cantidad de calor paracompensar dichas pérdidas viene dada por la siguiente ecuación:

iQ = 7,19 . C (it -

et ) (5)

• En verano la variación diaria de la temperatura es más pronunciada que en invierno, por lo quelas cargas de refrigeración varían mucho durante el día, lo que requiere estimar las gananciasde calor a distintas horas del día, con el objeto de determinar la condición más desfavorable yen que momento se produce.

• En invierno no se considera la radiación solar, puesto que representa un beneficio en loscálculos, mientras que en verano es un factor muy importante, que debe tenerse en cuenta.

• En invierno no se consideran las disipaciones de calor de los elementos del interior de loslocales, debido a que, como en el caso anterior, son cargas favorables en los cálculos. Noocurre lo mismo en la época de verano, dado que es una cantidad de calor a extraer con elequipo de aire acondicionado.

• La eliminación de humedad de las personas en invierno en cierta medida representa unbeneficio para la instalación, pero en verano todo aporte de humedad o vapor de agua en elinterior del local son una fuente de calor latente, que hay que considerar en los cálculos.

Donde:

i

Q = pérdidas por infiltración en (W).19,7 = constante que tiene en cuenta el calor y peso especifico del aire en (W/m3 ºC).

C = caudal de aire que penetra al local en (m3/minuto).






it = Temperatura interior en °C

et = Temperatura exterior de diseñó en °C

El problema de utilizar esta ecuación general es que vamos a necesitar conocer el coeficiente depermeabilidad al aire de la ventana o puerta, la velocidad media del viento en el exterior, el grado

de exposición del local, entre otros. Es una información que en nuestro país no poseemos ya quenunca existió decisión política de nuestros gobernantes para regular la calidad de las carpinteríasque se fabrican y comercializan. Existe en nuestro país el INTI que hace dos décadas evaluó lacalidad de las carpinterías y propuso una tabla de referencia. Por encontrarse muy desactualizadahace algunos anos se decidió eliminarla de la Norma IRAM 11604.

Cuando no dispongamos de esta información deberemos contentamos con usar el número derenovaciones horarias de un local N que para nuestro país recomienda un valor de N = 2 (IRAM11604/1999). Existen otros valores para establecimientos hospitalarios, educacionales eindustriales en la Ley Nacional de Seguridad e Higiene del Trabajo. Se han realizado algunasinvestigaciones en Mendoza y La Plata que muestran valores bastante superiores en viviendas alas que se le realizaron auditorías energéticas. Mientras en el sur patagónico se midieron valorespor debajo de la recomendación. En este caso la ecuación a utilizar es la siguiente:

iQ = 35,0 . N . V ( it - et ) (5)

Donde:

iQ = pérdidas por infiltración en (W).19,7 = calor especifico del aire en (W/m3 ºC). N = número de renovaciones de aire en el local (adimensional)V = Volumen a calefaccionar


et = Temperatura exterior de diseñó en °C

CARGA DE REFRIGERACIÓN EN VERANOLa determinación de las cargas de refrigeración permite conocer la cantidad de calor que elsistema gana, y cuyo fin es el de diseñar y/o seleccionar el equipo de aire acondicionado, paraproducir y mantener, las condiciones de humedad y de temperatura, preestablecidas dentro delos locales acondicionados.

El estudio de las cargas de refrigeración es más complejo que el analizado para calefacción,debido a los diversos factores que actúan, y que deben ser tenidos en cuenta, como ser:• En verano la variación diaria de la temperatura es más pronunciada que en invierno, por lo que

las cargas de refrigeración varían mucho durante el día, lo que requiere estimar las gananciasde calor a distintas horas del día, con el objeto de determinar la condición más desfavorable yen que momento se produce.

• En invierno no se considera la radiación solar, puesto que representa un beneficio en loscálculos, mientras que en verano es un factor muy importante, que debe tenerse en cuenta.

• En invierno no se consideran las disipaciones de calor de los elementos del interior de loslocales, debido a que, como en el caso anterior, son cargas favorables en los cálculos. Noocurre lo mismo en la época de verano, dado que es una cantidad de calor a extraer con elequipo de aire acondicionado.

• La eliminación de humedad de las personas en invierno en cierta medida representa unbeneficio para la instalación, pero en verano todo aporte de humedad o vapor de agua en elinterior del local son una fuente de calor latente, que hay que considerar en los cálculos.

Además, el aire exterior que incorporamos al sistema aporta calor sensible, y el calor latente en

forma de vapor de agua, debido a que en general en verano es más húmedo que el aire interior.






La evaluación de la carga debe entonces tener en cuenta las ganancias por radiación solar através de elementos que componen el contorno (exterior) del local estudiado, es decir, ventanas,paredes, puertas, techos y pisos, las ganancias por transmisión de calor que se producen através de las paredes, ventanas, puertas, techos y pisos, las ganancias por la incorporación deaire exterior (ya sea para que funcione correctamente el sistema, o para cumplir con las normasde ventilación del local para conservar las condiciones de salubridad y confort) y las gananciaspor las cargas interiores (personas, iluminación, motores, etc.).En el análisis de la carga de acondicionamiento no basta simplemente con determinar la cargatotal, o sea, la suma de todas las cargas, se debe establecer con precisión cuanto de calor sensible y cuanto de calor latente, se gana, tanto exterior como interior, con el fin de utilizar lacantidad y las condiciones adecuadas de temperatura y humedad del aire que vamos a inyectar allocal y como consecuencia poder elegir o diseñar correctamente el equipo de acondicionamiento

de aire que satisfaga las condiciones de confort proyectadas.

Procedimiento Balance TérmicoVerano:El cálculo de la carga de verano einvierno de un acondicionamientode aire de un local es un problemacomplejo por la diversidad defactores variables a tener encuenta. Todo acondicionamientode aire es un proceso a seguir para tratar ese aire a fin deconseguir un grado de confort en

las personas que ocuparán el localacondicionado.Esa sensación de confortabilidadvaría, indudablemente, según laspersonas, su metabolismo, edad,sexo, estado físico, ropa que usan,actividad que desarrollan en ellocal. condiciones atmosféricasexteriores de la localidad, estacióndel año, características deedificación del local, etc.

Diagrama de confort para aire acondicionado

La American Society of Heating and Air Conditioning Engineers, al principio de la década de losveinte, comenzó el estudio e investigación con millares de personas de distintas localidades deEstados Unidos, sobre la condición ideal de lo que es confortable, en un intento de relacionar






estadísticamente los factores temperatura, humedad, movimiento y pureza del aire con losdistintos grados de sensación de confortabilidad de esas personas, dando como resultado unazona dentro del diagrama psicrométrico, que John Sheppard define como ZONA DE CONFORT:Dentro de esta zona de confort, la mitad de los asistentes se encontraban confortables. En laactualidad, este ábaco de confort sirve de guía al proyectista de aire acondicionado a la hora de

fijar unas condiciones interiores en el local, puesto que la reacción de los seres humanos serádiferente ante las mismas condiciones. Siendo difícil por parte del técnico encontrar ese puntoagradable a todo el mundo, debiendo hallar la condición óptima para el local en cuestión.El acondicionamiento lleva implícito el suministrar o extraer el calor del aire, por lo tanto, nosinteresa conocer cómo se gana o pierde ese calor del local en estudio.El calor que fluye del cuerpo de mayor al de menor temperatura se transmite en la naturaleza delas siguientes formas:• Conducción• Convección• RadiaciónPor lo tanto, deberemos efectuar aquellos cálculos para saber qué ganancias o pérdidas tenemospor estas transferencias de calor en el local. Hay un calor que es transmitido desde el exterior alinterior del local, y otro producido dentro.

PROCEDENTE DEL EXTERIOR1. Calor recibido a través de paredes, techos y suelos.2. Calor recibido a través de ventanas.3. Calor procedente del aire de ventilación o que se infiltra.

PRODUCIDO EN EL INTERIOR• Las personas que lo ocupan.• La iluminación.• Aparatos eléctricos, de gas o vapor que puedan producir calor.• Otros factores o elementos que puedan aportar calor: tuberías de agua caliente, etc.

Durante el periodo de verano el local en análisis recibe calor por diversas fuentes que el equipo de

refrigeración deberá extraer a fin de reducir la temperatura interior y mantenerlo en conforthigrotérmico. De esta forma y dado que el ambiente exterior está a mayor temperatura que losrequerimientos de confort interior el flujo de calor que en invierno era de adentro hacia afueraahora pasa a ser de afuera hacia adentro. Así tendremos que por paredes, techos y vidriados elcalor exterior aportará calor al interior elevando la temperatura. Además el sol aportará calor por radiación de forma directa en las superficies vidriadas y de forma indirecta en cerramientosopacos. También el aire exterior más caliente hará su aporte y que sumado al calor por ocupaciónnos dará la cantidad total de calor a extraer del local. La parte de aportes debidos a ocupaciónpuede no ser importante en caso de una vivienda y si en caso de un local bailable. Esto debido aque tendremos la suma del calor de cada persona variable con la actividad que realiza, más losaportes de calor del sistema de iluminación, más el calor aportado por aparatos de diverso tipo. Ensíntesis vemos que la situación de verano es de mayor complejidad que la situación de invierno.

Como vimos en psicometría el calor debe computarse por la forma en que se manifiesta en calor sensible y calor latente. Siendo calor sensible el que al penetrar en el local genera un aumento enla temperatura del mismo y calor latente es el que aporta el vapor de agua de la mezcla de airepero que no genera una elevación en la temperatura del local.

Así todas las fuentes mencionadas aportan calor sensible pero solo parte de ellas generan aportede calor latente. Las fuentes de calor latente son las personas (respiración + transpiración), el aireexterior, vegetación, equipos para cocción o calentamiento de agua (cafeteras, calentadores,cocinas a gas, etc), otros.

Para conocer la carga térmica de verano utilizaremos un procedimiento que surgió de estaCátedra en el año 2001 y que presentamos en el año 2002 al RAM para que sean antecedentesde la primera norma de Ahorro de Energía en Refrigeración de edificios. Así el país hoy dispone

de las Normas IRAM 11659-1 Y 11659-2.

1. CARGA TÉRMICA TOTAL DE VERANO QR La ecuación general para obtener la carga térmica de verano es la siguiente:






RQ = cQ + aQ + sQ + oQ (1)

Donde:QR = Carga térmica total en WQc = Carga térmica por conducción a través de la envolvente en W

Qa=

Carga térmica por ventilación aportado por el aire exterior en WQs = Carga térmica solar en WQo = Carga térmica por fuentes internas (personas + equipamiento + iluminación) en W

Aportes o ganancias de calor en un local en condiciones de verano

• Carga térmica por Conducción Q c : Tendremos que la ganancia de calor por conducción parcial qc a través de la ecuación:

cq = K S ( it - et ) (2)

Donde:K = Transmitancia térmica del cerramiento (muro, techo, piso, ventana, etc.) en (W/m2 .K).Nota: para conocer valores de K en cerramientos puede consultarse las Normas IRAM 11601 Y11605..S = Superficie del cerramiento en m2

et = Temperatura exterior de diseño en °C


Tendremos así que la sumatoria de todas las pérdidas parciales qc por conducción a través de laenvolvente nos dará las pérdidas totales por conducción Qc , según la siguiente ecuación:

C Q = Σ cq (3)

• Carga térmica por ventilación Q a:En la determinación de la carga térmica por ventilación se supondrá al edificio cerradoherméticamente donde un porcentaje del aire interior será renovado por el equipo de refrigeraciónpara mantener una aceptable calidad del aire interior. Este porcentaje será variable en función deltipo e intensidad de actividad que se realice en su interior. Esta hermeticidad redundará en unareducción de las infiltraciones y en el ahorro de energía. Debe preverse un sistema de ventilaciónnatural en el período del día en que no se utilice el edificio para mejorar la calidad del aire interior ya que de lo contrario se genera una acumulación de contaminantes que es necesario evitar.Esto implica que es necesario ventilar una parte o la totalidad del aire interior, así tendremos queintroducir al ambiente interior una parte de aire nuevo que implica una masa de aire caliente y

húmeda que el equipo de aire debe acondicionar. Este aire de renovación y recirculado contienehumos, partículas en suspensión y olores que deben ser eliminados para una adecuada calidaddel aire interior.Este aire introducido tiende a crear una sobrepresión interior en los locales que reduce el ingreso






de aire exterior por infiltración por rendijas y paños móviles de puertas y ventanas. Así podríamosdecir que cuando un local posee un sistema de aire acondicionado el aire fluye de adentro haciaafuera y el aire ingresado para ventilación es filtrado, deshumectado y enfriado hasta alcanzar elestándar requerido. Así la carga térmica por ventilación se calculará con la siguiente expresión:

aQ = ARC (0,25 x Λt + 0,61 x Λw) (4)

Donde:aQ = Carga térmica por ventilación, aportado por el aire exterior en W

ARC = Cantidad de aire a renovar en m3/h

ARC = Nper x Cavp → Nper : Cantidad de personas que ocupan la vivienda o edificio

Cavp: Caudal de aire de ventilación por persona en m3/h.per.Destino m2 / persona

a Sitios de asambleas, auditorios, salas de concierto, salas de baile, etc. 1b Salas de conferencias, Aulas, Templos, etc. 2c Lugares de trabajo general. Locales comerciales, mercados, restaurantes. 3d Oficinas privadas, consultorios, oficinas profesionales. 4e Salones de billares, canchas de bolos, gimnasios, videojuegos. 6f Edificios de oficinas, bancos, bibliotecas, clínicas, asilos, internados, casa de baño. 8g Viviendas privadas y colectivas. 12h Edificios industriales, el número de ocupantes será fijado por el propietario, en su

defecto será:16

Valores orientativos para determinar la cantidad de personas en locales tipo

Verano Verano /Invierno

Invierno – Renovación horariaDestino Actividad

m3 / min / pers. Caudal de airem3 / min / pers.

Mínima Recomendada

Vivienda Mín. – Med. -Máx

0,58 -0,58 -0,58

15 1,2 1,5

Oficina Mín. – Med. –Máx

0,50 -0,50 -0,50

15 1,2 1,5

Comercio Mín. – Med. -Máx

0,33 -0,50 -0,83

15 – 20 - 25 1,2 – 1,5 – 2 1,2 – 1,5 – 2,5

Industria Mín. – Med. 0,33 -0,50 15 – 20 1,2 – 1,5 1,2 – 1,5Bares Mín. – Med. 0,50 – 1,5 30 – 90 2 3

Sal operación Min. 2 120 10 20Cine, teatro Min. 0,6 36 2,5 3,51,2 – 1,5 – 2

Cantidad de aire recomendado para ventilación de locales tipo según intensidad de actividad en verano e invierno

0,25 = Constante que resulta del cociente entre el calor especifico del aire húmedo a 21°C y 50%HR Y el volumen específico de la misma mezcla de aire; en W / m3 °C

0,25 = C e x v (5)C e : calor específico del aire (21 ºC y 50%): 0,211 W/kg.ºC

v : volumen especifico del aire (21 ºC y 50%): 0,845 m

3

/kg0,61= constante que resulta del cociente entre el valor medio de la cantidad de calor cedida por lacondensación de un gramo de vapor de agua y el volumen específico de la misma mezcla de aire;en W/m3 g

0,61 = C v x v (6)C v : calor cedido por condensación de 1g vapor agua: 0,516 W/kg 9

v: volumen específico del aire (21°C y 50%): 0,845 m3/kg

Λt = te - ti te = temperatura exterior diseño (ºC)depende de cada ciudad y se debe consultar

en la web de Servicio Meteorológico Nacional

ti = temperatura interior de confort (ºC)






Valores de temperatura y humedad relativa para locales tipoTemperatura y Humedad relativa (%)Tipo de Local

Máxima confort Normal MínimaViviendas, locales. 23 ºC – 50% 25 ºC –

50%26 ºC –

55%Oficinas y despachos 23 ºC – 50% 25 ºC –

50%

26 ºC –

55%Bailes y salas de fiestas 23 ºC – 50% 21 ºC –

50%25 ºC –

50%Tiendas, bancos, bares previstos para estancias de 15 a 40minutos

25 ºC – 50% 26 ºC – 40 -50%

27 ºC – 40 -50%

Cines y teatros 24 ºC – 50% 25 ºC –50%

27 ºC –55%

Restaurantes 24 ºC – 50% 25 ºC –50%

26 ºC –55%

Temperaturas interiores nocturnas 22 ºC – 50% 23 ºC –50%

23,5 ºC –50%

Nota: No es aconsejable crear una diferencia de temperatura entre el exterior y el interior mayor de 10 a 12 ºC. Para 44 ºCde temperatura base exterior, podría llegarse a una temperatura interior mínima de 30 ºC: para temperaturas intermediasse puede seguir como lo indica el siguiente cuadro

Valores de temperatura de confort interior recomendadas en función de la temperatura exterior de diseñoTemperatura interior de confortTemperatura exterior

Lujo Normal Reducida35 ºC 24 ºC 25 ºC 26 ºC

38 ºC o superior 26 ºC 27 ºC 29 ºC

Λw = We - Wi

We = humedad específica del aire exterior (g/kg)Wi = humedad específica del aire interior (g/kg)

(Del diagrama psicrométrico para las mezclas de aire exterior e interior)

• Carga térmica solar Q s:Cuando existen superficies vidriadas en el local una parte de los aportes se deberá a la radiacióndel sol que al atravesar el cristal ingresa al local calentándolo. La radiación del sol varía con cada

hora del día solar y también a lo largo de los meses del año. Algunos autores consideran que latotalidad de la radiación del sol atraviesa el vidrio y esto no es tan así. Los vidrios de nuestro paíscontienen impurezas de hierro que al verlo de lado muestra una tonalidad verdosa. Esto hace queaproximadamente solamente el 86% de la radiaci6n lo atraviese y que llevado a un factor detransparencia es 0,86. Así e114% de la radiaci6n recibida o será absorbida por la masa del vidriocalentándolo o será reflejada. Para el factor de exposici6n solar Fes se toma como referencia unvidrio común de 3 mm transparente como Fes= 1,00 Y el resto de los vidrios o proteccionesresultarán con valores de Fes menores.La exprési6n general para el cálculo de la carga debida al sol es:

Qs = S x I S x F ES (7)Donde:Qs = cantidad de calor por radiací6n solar (W). S= superficie vidriada (m2

).l s = Radiación solar a las 13 hs. en CN/m

2 ) (datos de radiación solar para la ciudad en estudio, en la web del

Servicio Meteorológico Nacional)F ES = Factor de exposici6n solar del vidrio o la carpintería (ver la tabla siguiente)






Factor de exposición solar de vidriados y sus protecciones FES

• Carga térmica por fuentes internas Q O :En verano el aporte interno no es despreciable y en el caso de una oficina puede llegar arepresentar el 35 % de la carga total, siendo la suma del calor total por personas, más el calor sensible de la iluminación artificial, más el calor sensible de los artefactos de oficina(computadoras, impresoras, fotocopiadotas, etc.).En su cálculo usaremos la siguiente expresión:

Q o = N pers x q pers + C ilum x P ilum + Σ C equip x P equip (8) Donde:Q o : carga de calor interno por fuentes internas (W).

N pers : cantidad de personas en el local






Destinom por

persona

a Sitios de asambleas, auditorios, salas de conciertos, salas de baile, pub. 1b Salas de conferencias, Aulas, Templos 2c Lugares de trabajo general. Locales comerciales, mercados, restaurantes 3

d Oficinas privadas, consultorios, oficinas profesionales 4e Salones de billares, canchas de bolos, gimnasios, videojuegos 6f Edificios de oficinas, bancos, bibliotecas, clínicas, asilos, internados, casas de 8

g Viviendas privadas y colectivas 12

hEdificios industriales, el número de ocupantes será fijado por el Propietario, ensu defecto será:

16

Valores orientativos para determinar para determinar la cantidad de persona en diferentes locales

q pers : disipación de calor por persona según actividad, sensible + latente (W/persona).C ilum: cantidad de artefactos de iluminaci6n semejantesP ilum : potencia del artefacto de iluminación (W).Nota: también puede considerarse la potencia en iluminación surgida de un cálculo luminotécnico o multiplicarse lasuperficie del local por un valor de las Tablas siguientes:

Destino Actividad Nivel deiluminación

Lux

Fluorescente

W/m2

Incandescentes

W/m2

Dicroica

W/m2 Mínima 200 8 20 30Media 250 10 25 38Vivienda

Máxima 300 12 30 45Mínima 300 12 30 45Media 400 16 40 60Oficina

Máxima 500 20 50 75Mínima 300 12 30 45Media 400 16 40 60Comercio

Máxima 500 20 50 75Mínima 200 8 20 30

Media 400 16 40 60Industria Máxima 500 20 50 75Mínima 200 8 20 30Media 300 12 30 45Otro destino

Máxima 400 16 40 60Niveles de iluminación recomendados por IRAM según tipo de local y tipo de iluminación

Tipo de luminaria Coeficiente térmicoLámpara fluorescente 125

Lámpara incandescente 100Lámpara incandescente Halógenas (dicroicas) 125

Coeficiente térmico para diferentes tipos de lámparas

C equip: cantidad de equipos o artefactos semejantesP equip: potencia del artefacto o equipo (W).






Valores de calor sensible, latente y total producidos por diversos artefactos

• Otras cargas térmicas:Existen otros aportes internos debidos a los conductos de de inyección y retorno de aireacondicionado. Es usual que estos se establezcan como un valor estimado porcentual. Lasiguiente tabla muestra algunos valores usuales.

% calor sensible a agregar Ganancias de calor como % del calor sensible por conducción y

aporte solar. Sin aislar Aislado con 50 mm

lana mineral

Tendidos largos de 30 a 100 m en áticos a 35°C, que transportande 18 a 180 m3/min a velocidades de 250 a 500 m/min.

10 - 15 4 - 5

IDEM anterior en ambientes hasta 55°C 25 - 30 7 - 10IDEM para tendidos cortos de 15 a 30m. 5 - 10 2 - 4IDEM tendidos cortos en ambientes hasta 55°C 10 - 25 3 - 7

Ganancias de calor por conductos

Existe otra penalizaci6n a agregar debida a la calidad en la construcción de los conductos dedistribución y retorno y que en general se establece en 5 a 10% de la suma de calor sensibledebida a conducción y efecto solar.

DATOS DE PARTIDAAl comenzar a calcular una instalación de aire acondicionado, es necesario acopiar previamentelos siguientes datos, que ahorrarán visitas e inspecciones al local, antes de comenzar el cálculo:

1. Planos del local: planta, sección y fachadas.2. Situaci6n, latitud, altura, tipo de atmósfera (industrial, clara, etc.).3. Tipo de instalación deseada.4. Tipo de construcción, sección de paredes, suelos y techos.






5. Tipos y características de cerramientos: ventanas, puertas, claraboyas, etcétera.6. Uso del local. Condiciones interiores: temperatura y humedad en invierno y verano.7. Condiciones interiores de los locales contiguos.8. Densidad de personas por metro cuadrado o número exacto.9. Maquinaria y equipamiento instalado con sus horarios de funcionamiento.

10. Iluminación instalada y horario de funcionamiento.11. Otros aparatos como estufas, hornos, etc., y sus características.12. Fuentes de carga latentes como baños, duchas, depósitos y su temperatura.13. Horario de funcionamiento del local.14. Condiciones exteriores de base: temperatura y humedad en invierno y en verano.15. Grado de tolerancia para la temperatura y humedad interiores.16. Tipo de combustible deseado para la calefacción.17. Medio disponible para refrigeración del condensador agua o aire.18. Temperatura del agua disponible y caudal.19. Características de la energía eléctrica, tensión.20. Dimensiones y situación de la sala de máquinas.21. Renovaciones de aire necesarias.22. Otras observaciones: sombras de otros edificios, uso de persianas o parasoles, color de las

cortinas, velocidad del aire en la localidad y dirección más frecuente, etc.Con todos estos datos, el técnico procederá al cálculo de las aportaciones y pérdidas de calor acompensar.

CONDICIONES INTERIORES: Es otro de los datos de partida importantes a fijar en el cálculo de un acondicionamiento de aire.Este apartado viene totalmente influenciado por las características propias del local, dependiendo,como sabemos, de:A. Los ocupantes del local.A-1. Edad y sexo.A-2. Número.A-3. Ropa que utilizan normalmente.

A-4. Actividad que desarrollan.A-5. Clima del lugar.A-5. Tiempo de utilización del local.

B. Estudio económico del confort a obtener.B-1. Máximo confort.B-2. Confort normal.B-3. Mínimo confort.

En la siguiente tabla se ha resumido las temperaturas secas y las húmedas relativas interiores dealgunos locales típicos para instalación del acondicionamiento. Para locales de ocupacióntemporal, añadir 1° ó 2° C a las temperaturas interiores.

Valores de temperatura y humedad relativa para locales tipo

Temperatura y Humedad relativa (%)Tipo de Local Máxima confort Normal MínimaViviendas, locales. 23 ºC – 50% 25 ºC –

50%26 ºC –

55%Oficinas y despachos 23 ºC – 50% 25 ºC –

50%26 ºC –

55%Bailes y salas de fiestas 23 ºC – 50% 21 ºC –

50%25 ºC –

50%Tiendas, bancos, bares previstos para estancias de 15 a 40minutos

25 ºC – 50% 26 ºC – 40 -50%

27 ºC – 40 -50%

Cines y teatros 24 ºC – 50% 25 ºC –50%

27 ºC –55%

Restaurantes 24 ºC – 50% 25 ºC –50%

26 ºC –55%

Temperaturas interiores nocturnas 22 ºC – 50% 23 ºC –50% 23,5 ºC –50%Nota: No es aconsejable crear una diferencia de temperatura entre el exterior y el interior mayor de 10 a 12 ºC. Para 44 ºCde temperatura base exterior, podría llegarse a una temperatura interior mínima de 30 ºC: para temperaturas intermediasse puede seguir como lo indica el siguiente cuadro






Asimismo, en la Tabla que se detalla a continuación, vienen expresadas las temperaturasinteriores de partida a fijar en un cálculo de calefacción en invierno.

Valores de temperatura de confort interior recomendadas en función de la temperatura exterior de diseñoTemperatura interior de confortTemperatura exterior

Lujo Normal Reducida

35 ºC 24 ºC 25 ºC 26 ºC38 ºC o superior 26 ºC 27 ºC 29 ºC

INSTRUCCIONES A SEGUIRa. La estimación de la carga de refrigeración lograda con este procedimiento es apropiada para

lograr condiciones de confort mediante acondicionadores de aire. siempre y cuando en elrecinto acondicionado no se requieran condiciones especiales y particulares de temperatura yhumedad.

b. El cálculo realizado con este procedimiento se basa en considerar una temperatura exterior dediseño según normas y obtener la humedad relativa exterior de diseño mediante el diagramapsicrométrico. Se marca el punto correspondiente a la temperatura media del mes más cálidoy la humedad relativa media. Luego se traza una línea a humedad absoluta constante. Sobrela línea se marca la temperatura máxima de diseño que se obtiene sumando 55°C a latemperatura máxima media. Puede obtenerse así la humedad relativa para este punto extremode diseño que será bastante menor a la humedad relativa media.

c. La numeración de los párrafos siguientes corresponde a la numeración de los apartados quefiguran en las planillas de cálculo.

i) Multiplicar los metros cuadrados de superficie de ventanas, en cada una de lasorientaciones, por el factor correspondiente. Como superficie de ventana se tomará lacorrespondiente al hueco de la pared donde esté instalada. Para ventanas no expuestasdirectamente al sol. bien por estar a la sombra, bien por estar protegidas por toldos omarquesinas exteriores. bien por tener toldos al exterior o visillos en el interior. úsese el factor "Toldos al exterior". En el factor "Cristal único". se incluyen todos los tipos de ventanasprovistas de un solo vidrio, y en el de "Doble cristal". se incluyen aquellas que provistas de doscristales dejan entre ambos una pequeña cámara de aire; también se incluyen en este tipo lasformadas por losetas de vidrio. En la columna derecha del apartado 1 deberá ponersesolamente un número, y éste representará exclusivamente la orientación o fachada de mayor carga calorífica.

ii) Multiplicar los metros cuadrados de superficie de todas las ventanas de la habitación orecinto por el factor correspondiente.

iii) Multiplicar la longitud (metros lineales) de todas las paredes expuestas al exterior por elcorrespondiente factor. Las puertas deberán considerarse como si fueran parte de la pared.Las paredes cuya superficie esté orientada al norte se calcularán separadamente de lasparedes orientadas a otras direcciones. Las paredes que estén permanentemente a la sombrapor hallarse protegidas por otros edificios, se considerarán como paredes expuestas al norte.Los árboles y demás arbustos no se consideran como agentes productores de sombraspermanentes. Si las paredes corresponden a locales acondicionados, no se considera esteapartado. Una pared sin aislamiento, esté construida de albañilería o HON. de menos de 20centímetros de espesor. se considera a los efectos de este impreso como "Construcciónligera". Una pared aislada de más de 20 centímetros de espesor, se considera como"Construcción pesada".

iv) Multiplicar la longitud total (metros lineales) de las paredes interiores que separan el recintoacondicionado del que queda sin acondicionar por el factor dado.

v) Multiplicar el total de metros cuadrados de techo por el factor dado para cada tipo deconstrucción (ligera o pesada, según se indica en 3a). Úsese una línea solamente. Si el piso otecho corresponden a locales acondicionados, no se considera este apartado.






vi) Multiplicar los metros cuadrados de suelo por el factor dado. Omitir este apartado si el sueloestá directamente sobre terreno.

vii) Multiplicar el número de personas que normalmente van a ocupar el recinto acondicionadopor el factor dado. Como mínimo hay que considerar dos personas.

viii) Determinar en watios la potencia total absorbida por la iluminación y equipo eléctricorestante que haya en el recinto acondicionado. No debe tenerse en cuenta la potenciaabsorbida por el acondicionador que se va a instalar. Multiplicar el número total de vatios por elfactor dado.

ix) Multiplicar el ancho total (metros lineales) de puertas o arcos que, estando continuamenteabiertos, comunican el recinto acondicionado con el que está sin acondicionar por el factor dado.NOTA: Cuando el ancho total (metros lineales de puertas o arcos) es superior a 1,5 metros, lacarga real de calor puede exceder del valor calculado. En este caso, ambos espacioscomunicados por puertas ó arcos en cuestión deberán considerarse como un solo local, yhabrá que calcular la capacidad de refrigeración necesaria teniendo en cuenta las nuevas

dimensiones.x) Sumar los ocho apartados anteriores.

xi) Multiplicar la CARGA BASE DE CALCULO obtenida en el apartado ix) por el factor decorrección que corresponda, según se deduce del mapa. El resultado obtenido es el TOTALDE LA CARGA DE REFRIGERACIÓN EN FRIGORIAS / HORA.

Para obtener los mejores resultados, debe seleccionarse el acondicionador o acondicionadores ainstalar de forma que su potencia se aproxime lo más posible a la carga de refrigeración obtenida.En general, un acondicionador de potencia sensiblemente superior a la calculada trabajaráintermitentemente; teniendo tiempos de parada bastante largos, dará un resultado mucho menossatisfactorio que una unidad (o varias) más pequeñas, de potencia igual a la calculada, pues ésta

(o éstas) tendrá unos tiempos de parada más reducidos, logrando deshumidificar mejor el aire.

ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN • IntroducciónTodos los hogares necesitan resguardarse del frío, en especial aquellos que están situados enregiones en donde las temperaturas suelen ser extremas; los sistemas de calefacción es la únicaalternativa que tenemos para contrarrestar los crudos inviernos, pero antes de optar por uno sonmuchos los factores que debemos tener en cuenta y así invertir correctamente en un calefactor que pueda satisfacer nuestras necesidades. La factura de calefacción es uno de los principalesinconvenientes que preocupa a los individuos cuando se debe elegir un sistema de calefacción, esque climatizar una vivienda representa más de la mitad del consumo energético total de la casa enlos meses más fríos. Es por eso que hacemos énfasis cuando decimos que la calefacción elegidadebe ser barata pero al mismo tiempo debe brindarnos la posibilidad de combatir el frío. El tipo de

vivienda, el sitio en donde ésta se sitúa, y la conciencia ecológica es lo que orientará nuestraselección.

• Como elegir el sistema de calefacción adecuadoLos sistemas de calefacción son muy diversos y elegir el adecuado no es siempre tarea fácil,antes de comprar uno de las múltiples alternativas que el mercado nos ofrece es necesario quedeterminemos primero las necesidades de calefacción de nuestra vivienda. Antes que nadadebemos prestar atención a la zona climática en donde habitamos, si se trata de una zona muyfría con frecuentes heladas, se debe comprar un calefactor que sea capaz de mantener latemperatura constante; sin embargo, en donde el invierno es más cálido, los sistemas decalefacción más sencillos bastarán. Las características de la estancia son también relevantescomo la cantidad de miembros que tenemos en nuestra familia; debemos conocer la superficieexacta a calentar y prever el espacio con el que contamos para la instalación del o los artefactos

como también determinar si necesitaremos un suministro de agua caliente. Además tenemos queseñalar que no todas las casas cuentan con las mismas posibilidades técnicas para realizar lasobras que conlleva un sistema determinado y por ende acondicionar el hogar para llevarla a cabopuede aumentar considerablemente el costo. Si ya contamos con sistemas de calefacción






eléctricos entonces podemos optar por la tarifa nocturna instalando acumuladores de calor, deesta forma nos ahorraríamos hasta un 50% en el consumo de energía. A partir de conocer la necesidad de calefacción de un local, por medio del Balance Térmico,

la misma deberá ser provista por uno o varios equipos de generadores de calor.En el proceso de calefacción se distinguen dos sistemas de generación del calor, que son:

SISTEMAS INDIVIDUALES o DESCENTARLIZADOS, ySISTEMAS CENTRALES

• Sistemas individuales o descentralizadosEstos sistemas se pueden clasificar según el tipo de combustible que permite la generación delcalor en:

A LeñaLos hogares a leña siempre están de moda porque remiten al principio de los tiempos. En laactualidad los modelos a leña más modernos están equipados con una estructura de hierrofundido con puerta de vidrio térmico que permite disfrutar visualmente de la leña encendidaevitando el humo y el riesgo de quemar el piso. En lo referente a su potencia calorífica, llegaalcanzar superficies de más de 200m².

Los hogares a leña siempre están de moda porque remiten al principio de los tiempos. En laactualidad los modelos a leña más modernos están equipados con una estructura de hierrofundido con puerta de vidrio térmico que permite disfrutar visualmente de la leña encendidaevitando el humo y el riesgo de quemar el piso. En lo referente a su potencia calorífica, llegaalcanzar superficies de más de 200m².

Actualmente se han desarrollado sistemas de calefacción por leña con mayores rendimientos, unclaro ejemplo de esto son las Salamandra que aprovecha un 60% del Poder calorífico generadopor la combustión de la leña y un hogar de puerta abierta solamente hasta un 20 %

Comparación del rendimiento entre Sistema de funcionamiento de una salamandrala Salamandra y el Hogar

A GasEs uno de los que mayores posibilidades ofrecen, que van desde la pantalla infrarroja hasta el mássofisticado tiro balanceado.• Pantallas infrarrojas






Pantalla de una y dos vías.

Poder calorífico de 1500 a 6000 Kcal/h

Importante: Este tipo de equipo deben ser instalados en locales con ventilaciónpermanente, estando PROHIBIDA SU INSTALACIÓN EN BAÑOS, DORMITORIOS Y

PASILLOSQUE COMUNIQUEN A DORMITORIOS

• CalefactoresSin salida: Para aquellos lugares donde no puedan efectuarse perforaciones en la pared, tenemosuna solución: los convectores. El sistema convectivo los hace notablemente rápidos paraambientar espacios como living, cocinas, todo espacio con ventilación permanente. Además,permite una eficiencia energética mayor que otros sistemas. La seguridad está garantizada por supiloto analizador de ambientes, el cual junto a su válvula de corte, interrumpe automáticamente elpaso del gas en caso de falta de oxígeno. Su regulador de presión, por otra parte, asegura unallama estable aún con variaciones en la presión del suministro de la red de gas.

Esquema de funcionamiento

Principales aspectos técnicosInstalación sumamente simple: no hay que romper la pared.

En 3 niveles de potencia: 3.000, 5.000 y 8.000 kilocalorías/hora. Brindan salida de calor frontal ysuperior. Su frente es frío, para seguridad de los chicos. Sencillez en el encendido, regulación ymantenimiento.Ejemplo de Calefactor sin salida – Marca EMEGE – Modelo Euro

Dimensiones






Esquema de funcionamiento Despiece

Importante: Este tipo de equipo deben ser instalados en locales con ventilaciónpermanente, estando PROHIBIDA SU INSTALACIÓN EN BAÑOS, DORMITORIOS Y

PASILLOS QUE COMUNIQUEN A DORMITORIOS

Con tiraje natural: También se denominan Tiro Natural (cámara abierta), estos calefactores

producen su llama consumiendo el oxigeno del interior del ambiente y largando el monóxido decarbono o también llamados gases quemados al exterior por medio de un caño a los cuatrovientos.Estos artefactos están terminadamente prohibidos instalar en baños y dormitorios ya quecalientanel aire del ambiente sin renovarlo pero evacuan al exterior los gases que queman, sonrecomendados para ambientes grandes con buena y abundante ventilación.

Esquema de funcionamientoPrincipales aspectos técnicosAlta potencia: 5400 kilocalorías/hora. Salida de calor frontal y superior. Su frente es frío, paraseguridad de los chicos. Gracias a su salida exterior, es apto para ser instalado en ambientesventilados.


Con tiro balanceado: calientan el aire que toman del exterior y expelen los gases que quemanhacia afuera, se las recomienda para dormitorios y baños.No toma oxígeno del ambiente para la combustión, pues ésta se produce en una cámaraherméticamente cerrada.El aire para la combustión accede del exterior, expulsando los gases quemados también al exterior mediante un conducto de admisión – evacuación oculto dentro de la pared.Este sistema garantiza a los ambientes calefaccionados contra toda contaminación, ofreciendo por lo tanto, máxima seguridad






Su sistema convectivo garantiza rápido calefaccionamiento de los ambientes.Mediante un efecto envolvente aprovecha al máximo la circulación del aire para transmitir calor alambiente


A Electricidad Existen diferentes tipos de productos eléctricos: calefactores infrarrojos, radiadores,climatizadores, caloventores, estufas de cuarzo y halógenas, etc. La calefacción eléctrica noconsume oxigeno ni emite gases pero si es necesario una buena instalación eléctrica que lasoporte.Radiadores: Son ideales para dormitorios pequeños o espacios donde se encuentran niños.Algo que se debe solicitar, es que este tipo de equipo no contenfan PCV en el aceite. Eso es muyimportante, porque esa sustancia es muy nociva para la salud.

Estufas de cuarzo y halógenas: Las estufas de cuarzo y halógenas son ideales para espacios conpoca ventilación. Al encender las velas de cuarzo, o las lámparas halógenas, se ponenincandescentes e irradian calor. Como el calor se transmite por radiación, hay que estar cercapara percibirlo

Caloventores: El sistema es muy simple: tiene una resistencia eléctrica con un ventilador detrás,que distribuye el calor en el ambiente.

Aires Acondicionados: Los equipos Frío Calor tienen la ventaja de reunir dos servicios en un solo






aparato (frío-calor) y una sola instalación, lo que limita la inversión necesaria y simplifica lasinstalaciones. Amortización de la inversión: utilización del equipo durante todo el año (temporadade invierno / verano).Pueden colocarse en cualquier ambiente sin depender de una red de gas.Consume menos energía que otros aparatos o sistemas de calefacción (posee bomba de calor eficiente que proporciona aproximadamente entre 2 y 3 veces más de la energía que consume.)

Prácticamente sin mantenimiento, a excepción de la limpieza periódica del filtro de aire, diseñoestéticamente más agradable. Si bien la tecnología ha avanzado la calefacción eléctrica sigueresultando costosa.

Equipos de calefacción a electricidad

Suelo Radiante Eléctrico: El suelo radiante eléctrico, es un sistema de calefacción a bajatemperatura, en la que un elemento calefactor

está integrado en el suelo, y es estecerramiento él que irradia calor.El suelo radiante eléctrico consiste en uncircuito de cable calefactor, colocado encimade una fina lámina aislante, y cubierto con unacapa de 3 ó 4 centímetros de mortero.El suelo radiante eléctrico, calienta de abajohacia arriba de forma uniforme consiguiendouna climatización confortable. Mejora lasensación de bienestar incluso con menostemperatura ambiente. Ya que el calor va delsuelo hacia arriba manteniendo los pies auna temperatura agradable.

El calor se mantiene abajo donde está lagente, y no en el techo, o perdiéndose cadavez que alguien abre una ventana o unapuerta.El suelo radiante es confortable incluso enlos lugares que tradicionalmente suelen estar fríos con los métodos convencionales, pues al estar instalado debajo del suelo de toda la estancia, el calor y la transmisión de este, es uniforme.

Para el suelo radiante, se recomienda el cable calefactor paralelo con potencia constante. Secaracteriza porque el conductor de calentamiento va arrollado en espiral, alrededor de unconductor paralelo recubierto de silicona.El conductor de calentamiento, realiza contactos en unos puntos determinados del cable,separados entre si, a un metro de distancia.






El cable va formado una serie de resistencias en paralelo, alimentadas por los dos conductoreseléctricos. Cada una de estas resistencias que forman el cable calefactor, tiene de potencia, elvalor nominal del cable: 15 W/m, 30 W/m, 45 W/m, etc. Esto permite cortar el cable calefactor amedida, según sea la necesidad.

Modo de colocación:

1º - Limpiamos bien la zona donde se va a realizar lainstalación

2º - Se coloca una fina lámina de aislante cubriendototalmente la superficie de la estancia.

3º - Se colocan unas guías que nos facilita la tarea de crear el circuito con el cable calefactor

4º - Hacemos el circuito con el cable calefactor

5º - Se conecta un extremo del cable calefactor, a la caja de conexionesy el otro extremo se termosella herméticamente






Detalle de colocación

Sobre losa

Sobre contrapiso

• Sistemas CentralesEl sistema central de calefacción se basa en una planta térmica que genera el fluido calefactor común para los locales a tratar.Las instalaciones de calefacción central están conformadas básicamente por tres componentesprincipales:

Sistemas de calefacción central

1 Planta Térmica3 Canalizaciones

3-1 Cañería de mando3-2 Cañerías de retorno3-3 Conductos de mando3-4 Conductos de retorno

4 Equipos terminales

Planta Térmica: Cumple la función de generar un fluido calefactor (agua caliente, vapor a bajapresión o aire caliente). Está formada básicamente por: caldera, quemador, controles, conducto dehumos y abastecimiento de combustible. En el caso de generar aire caliente éste puede calentarsea través de baterías de resistencias eléctricas o quemadores a gas, conformando un artefactocalefactor, o pueden colocarse en los conductos de inyección directamente.

Canalizaciones: Son las encargadas de transportar el fluido calefactor generado en la plantatérmica, hasta los equipos terminales. Las canalizaciones de inyección se denominan montantes omando y las de vuelta retornos. Si transportamos agua caliente o vapor a baja presión lo hacemosa través de cañerías, en cambio cuando transportamos aire caliente lo hacemos a través deconductos.

Equipos terminales: Son las fuentes emisoras de calor, encargadas de transferir las calorías delfluido calefactor a los distintos locales. Estos equipos pueden ser: radiadores, convectores,






caloventiladores, paneles radiantes, difusores, rejas, etc.

Un sistema de calefacción tiene por función sólo conseguir un aumento de la temperatura de loslocales, produciendo simultáneamente un movimiento natural del aire (convección).Generalmente la renovación de aire no se consigue con un sistema de este tipo, salvo en el caso

particular de calefacción por aire caliente, en donde sí se obtiene dicha renovación, y, además, selogra una circulación o movimiento de aire forzado.

Te > TiLos sistemas de calefacción central pueden clasificarse respecto a fluido calefactor de la siguientemanera:

a) Por agua caliente: Circulación Natural o Forzadab) Por vapor a baja presiónc) Por aire caliente: Circulación Natural o Forzadad) Por paneles radiantes

La circulación será forzada cuando para hacer circular el fluido calotransportador (frío o calor) serequiere de un equipo mecánico, como una bomba (en el caso de hacer circular agua fría ocaliente) o un ventilador (aire tratado).A pesar de que el sistema de calefacción por paneles radiantes es un sistema de agua caliente decirculación forzada, lo analizaremos por separado ya que como su nombre lo indica, entrega elcalor por radiación y consecuentemente tiene particularidades propias.

Ciclo de calefacción: La planta térmica produce agua caliente, vapor a baja presión o aire calientesegún el sistema que se utilice.

Si se produce agua caliente o vapor a baja presión, se encuentra constituida por:

1. Caldera2. Quemador 3. Controles

4. Conducto de evacuación de humos5. Combustible

• CalderasLas calderas son las encargadas de producir la cantidad de calor que se requiere para satisfacer las condiciones térmicas en la época invernal. Es el componente encargado de producir el fluidocalefactor, agua caliente o vapor a baja presión, según la instalación de que se trate. Luego por intermedio de cañerías se conduce el fluido calefactor hacia las unidades terminales, (batería decalefacción, radiadores, fan-coil, etc.), donde se aportan las calorías necesarias.

Clasificación:1- Calderas para sistemas de calefacción centrales o mixtos: Producen agua caliente o vapor a baja presión, usualmente se utilizan las calderas que producen agua caliente, salvo que serequiera por algún proceso producir vapor, (ejemplo hospitales).-






a) Seccionalesb) Tubulares: Humotubulares y Acuotubularesc) Hogar presurizado

Las calderas seccionales y las tubulares que utilizamos en los sistemas centrales o mixtos son las

llamadas caldera de tres pasos:1er. paso: Se efectúa la combustión en el hogar y cámara de retorno de gases de combustión.2do. paso: Los humos, productos de combustión, se desplazan hacia la parte posterior de lacámara de combustión, donde invierten su dirección, pasando al primer haz de tubos.3er. paso: Los gases de la combustión que llegan del paso anterior invierten nuevamente surecorrido, en la cámara de fuego o tapa frontal, pasando por el segundo haz de tubos de humo yllegando, por último, a la caja de humos de la parte posterior, siendo evacuados al exterior por lachimenea.Calderas SeccionalesLas calderas seccionales se construyen por ensamble de secciones de fundición de hierro lo cualpermite construir calderas de cualquier tamaño, dentro del diseño de instalaciones de pequeña ymediana importancia.Al ser seccionales permiten que sean montadas fácilmente, pudiéndose introducir a la obra

desarmadas por los accesos comunes a la sala de máquinas, sin que a posteriori se tengan quehacer trabajos de albañilería.Por ser moldeadas, los elementos pueden tener la forma más adecuada para asegurar el mayor contacto entre los gases de combustión y la superficie de calefacción correspondiente.

Caldera seccional – Marca PEISA Modelo Magna

Con su intercambiador de calor seccional de fundición de hierro con 3 pasos de humo, la Magnaentrega una potencia de 230.000 Kcal/h por cada 250.000 Kcal/h. Esto se traduce en unrendimiento del 90%.Teniendo en cuenta las múltiples necesidades del mercado, está preparada para trabajar con unquemador que funciona tanto a gas (natural o envasado) o a gasoil.Su manejo y lectura es simple, ya que cuenta con un tablero que incorpora termostato deregulación y seguridad, interruptor de encendido, termómetro y manómetro.Un punto sobresaliente es que puede ser íntegramente desarmada y realizar su montaje en obra,facilitando así su instalación en lugares de difícil acceso. La caldera Magna puede ser comercializada con su quemador o sin él.

Calderas TubularesLas calderas tubulares están construidas en chapa de acero. Son más baratas que las calderasseccionales anteriores en instalaciones de relativa importancia. Sin embargo para introducirlas enla obra hay que dejar pasos y abertura importantes, motivado por no poderse desarmar a los






efectos de ser ubicadas en su posición definitiva.Hay de dos tipos:

a) Humotubulares: En la cual los productos de la combustión pasan por los tubos que a su vezpor transmisión calientan el agua que los rodea contenido en el cuerpo de la caldera.

En general son las que se usan en instalaciones de calefacción, tanto central como individual. Lostubos pueden limpiarse y reparase fácilmente debido a que existe accesibilidad a los mismos, por lo general desde el frente de la caldera. Por dicho motivo la reglamentación prevé que debe tener al frente de la misma un espacio de aproximadamente el largo de la caldera para permitir el retirode los tubos.

De Fondo Seco: Esta caldera se denomina de fondo seco, porque toda la superficie de fogueo,excepto el piso, esta rodeado de agua.Humotubulares, de tres pasos efectivos, de transferencia térmica.1) Primer Paso: Por hogar y cámara de retorno de gases de combustión.2) Segundo Paso: Por el primer haz de luz de tubos.3) Tercer Paso: Por el segundo haz de tubos. Aptas para combustibles: Fuel-oil, Gas-oil o Gas.

Hogar y cámara de retorno de gases de combustión de alta temperatura, sumergidos totalmente,que hacen innecesaria la utilización de materiales refractarios o aislantes en contacto con fuego,obteniéndose así, un alto rendimiento térmico y larga vida útil, sin mantenimiento. Con tapasadelante y atrás desmontables, que permiten una fácil inspección de tubos.

De Fondo Húmedo: En este tipo de caldera, los tubos están totalmente sumergidos en agua, locual impide que se produzcan recalentamientos y vaporizaciones violentas.Las calderas humotubulares de fondo húmedo, se utilizan cuando se instalan en los pisossuperiores del edificio, para evitar que pase calor a la losa de sustentación y aumentar elrendimiento térmico






Caldera Humotubular Presurizada: Consiste en un hogar sumergido, donde se produce lacombustión y se invierte la dirección de la llama por choque con el fondo de la caldera, según semuestra en la figura.Los gases de la combustión ingresan en el hogar en forma de haz. Mediante un dispositivollamado turbulador, que produce la rotación de los gases de combustión, se le confiere mayor transferencia térmica al agua que lo rodea. Por último, los humos llegan a la parte posterior donde

son evacuados al exterior por la chimenea.

Caldera con Cámara de Combustión Cónico Radiante: Esta caldera cuenta con una cámara decombustión cónica, como muestra la figura, lo que produce un flujo de gases de combustiónturbulento, que aumenta la transferencia de calor de las paredes al agua que la rodea, con unarápida puesta en régimen por el mínimo contenido de agua.El combustible puede ser líquido o gas natural. Se la puede usar sólo para calefaccionar o comocalefacción y para proveer agua caliente para el consumo.

b) Acuotubulares: En la cual el agua a calentar pasa a través de los tubos, los cuales transmitenel calor producido por el hogar. Los tubos en general no requieren limpieza, dado que el hollínse quema al caer por gravedad. En estas calderas el agua circula por el interior de los tubos, yel fuego, junto con los gases de combustión por fuera. Por lo que, según se muestra en lafigura, el flujo de humos cruza exteriormente el entramado de caños, cambiando de direcciónen cada fila. De esta manera, se logra un elevado coeficiente de transmisión del calor. Elmenor volumen de agua favorece el rápido calentamiento y puesta en régimen del sistema






Caldera Acuotubular de Tubos Curvados: Está formada por unaserie de tubos curvados, flexible, unidos con enchufes cónicos

de fácil remoción, tal cual muestra la figura.Es fácilmente desarmable y accesible. Contiene muy poca agua,lo que origina una rápida puesta en régimen

Caldera Celular: Está formada por unhogar en el cual se realiza lacombustión, combinado con variascélulas, que se encuentran encontacto con el flujo de los gases dela combustión. Las células puedenser verticales como se indica en lafigura u horizontales.

Caldera Compacta Integral tipo Vertical: Sondemediada capacidad, desde 15.000 hasta175.000 Kcal/h. La caldera integral surgecomo consecuencia del desarrollo de la

calefacción individual y la búsqueda de unareducción de mano de obra para el montaje.En estas calderas se utiliza por lo general gasnatural, vienen con el quemador incorporado,están construidas con aislamiento térmico ycontrol, son de tipo compacto, de buenaspecto estético y de rápido y fácil montaje.






2 - Calderas para sistemas de calefacción Individual - Compactas Integrales: Producen aguacaliente.

a) Tipo Calefónb) Tipo Cocina

Las calderas compactas integrales son utilizadas para satisfacer las necesidades de calefacción

individual para distintas unidades locativas.Estas calderas tienen incorporado el quemador, construidas ya con aislación térmica y controles.En general se utiliza gas natural como combustible.

BAJO MESADA de 10.000 a 32.000 Kcal/ha) Solo para calefacciónb) Para calefacción + agua caliente sanitariac) Con cuerpo de hierro fundido

MURAL de 18.000 a 30.000 Kcal/ha) Solo para calefacciónb) Para calefacción + agua caliente sanitaria

Consideraciones generales:Son en la actualidad las calderas de mayor uso en obras nuevas. Siendo la tendencia laindependización de los servicios de calefacción yagua caliente sanitaria, los propietarios prefierentener el dominio del uso y consumo acorde a sus propias necesidades.

El mercado se abastece con equipos de fabricación nacional y también equipos importados, todosde excelente calidad, rendimiento y seguridad. Están especialmente diseñadas para abastecer lasnecesidades de calefacción de una vivienda o una unidad locativa en edificios de viviendacolectiva.

Vienen provistas con un sistema de control completo que actúa sobre el encendido piezoeléctricoo electrónico por ionización, termostatos, presostatos, válvulas de seguridad, panel electrónico decomando, válvulas termostáticas, el arrastre de humos mediante ventilador, etc.

La circulación de agua se realiza por bomba incorporada, optimizándose la seguridad, el buenrendimiento, funcionamiento automático y una cuidada presentación estética.Por su bajo costo, fácil instalación y tamaño reducido, se ha convertido en la calefacción Individualmás adecuada.Estos equipos (hasta 50.000 Kcal/h) deben contar con la aprobación del ENARGAS, mediante susorganismos de certificación.El Reglamento de ENARGAS establece que cuando se instalan estas calderas en cocinas, elvolumen del local será como mínimo:

15.000 Kcal/h 15m³20.000 Kcal/h 20m³25.000 Kcal/h 25m³

30.000 Kcal/h 30m³40.000 Kcal/h 40m³

El local deberá tener abertura permanente al exterior.Existen en plaza muchísimos modelos y características constructivas, según los distintosfabricantes.

a) Calderas tipo calefónSon calderas acuotubulares, su construcción es similar a la de un calefón. Son de puesta enrégimen en forma inmediata.El agua se calienta en un serpentín de cobre arrollado a una chapa de hierro tratada para soportar altas temperaturas, debido a que es sometida al fuego directo del quemador.






CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS 23 MI 27 MI 23 MFFI 27 MFFI

Potencia térmica útil máx. kcal/h 20.000 23.000 20.000 23.000

Rendimiento a la potencia máx. % 91 91,5 92,9 93,5

Rendimiento al 30% de la potencia máx. % 90,4 88,7 91,1 90,7

Pérd. de calor en recubrimiento (DT=50ºC) % 1,4 1,9 1,0 0,2

Pérd. en conducto de salida quem.func. % 7,6 6,6 6,1 6,3

Pérd. en cond. de salida quem. apagado % 0,8 0,4 0,4 0,4

Caudal máx. humos (G.N.C) Kg/h 78 79,2 49,5 60

Consumo a potencia nominal (MTN) m³/h 2,72 3,15 2,72 3,15

(GLP) Kg/h 2 2 2 2,31

Temperatura humos ºC 104 108 123 123,8

Contenido de CO2 % 4,5 5,19 7,2 6,9

Tº ambiental mínima ºC +5 +5 +5 +5

Pérd. de carga lado agua (máx.)(DT=20ºC) mbar 200 200 200 200

Temperatura calefacción máx./mín. ºC 82/42 82/42 82/42 82/42

Temperatura sanitaria máx./mín. ºC 56/36 56/36 56/36 56/36

Cantidad de agua caliente DT=25ºC l/mín 13,3 15,6 13,6 15,9

Cantidad de agua caliente DT=35ºC l/mín 9,5 11,1 9,7 11,4

Caudal mín. de agua caliente l/mín 2,6 2,5 2,6 2,6

Presión agua sanitaria máx./mín. bar 8/0,2 8/0,2 8/0,2 8/0,2

Capacidad vaso expansión l 6 6 6 6

Presión de precarga bar 1 1 1 1

Contenido máx. de agua en instalación l 130 130 130 130

Presión máx. de calefacción bar 3 3 3 3

Presión nominal Gas (MTN) mbar 18 18 18 18

Gas (GLP) mbar 28-37 28-37 28-37 28-37

Tensión frecuencia de alimentación V/Hz 230/50 230/50 230/50 230/50

Potencia eléctrica total absorbida w 100 100 140 155

Grado de protección sistema eléctrico IP X4D X4D X4D X4D






Esquema interior de la caldera

Caldera abierta de tiro natural (atmosférica)Toma el aire necesario para la combustión del propio local donde estáinstalada y expulsa los gases al exterior por un tubo de evacuación queaprovecha el efecto chimenea (tiro natural). Por motivos de seguridad, esmuy importante garantizar el tiro de la chimenea para evitar el retroceso delos humos hacia la propia caldera y al interior de la vivienda.En estas calderas, según sea el sistema de encendido, hay dos tipos demodelos:a. Con llama piloto: la llama principal -la del quemador- se enciende

gracias a una llama piloto que permanece encendida mientras estáconectada la caldera, a la espera de ser utilizada. Aunque la potenciade esta llama es pequeña, del orden de 150 W, por comodidad delusuario está muchas horas encendida y supone un gasto de energía

apreciable.b. Sin llama piloto: la llama principal se enciende directamente

Caldera abierta de tiro forzadoLa combustión se realiza también con el aire del local donde está instalada,pero, a diferencia de las anteriores, los gases se expulsan por medio de unventilador (tiro forzado) y se conducen al exterior por un conducto específico.






Caldera estanca de tiro forzadoDispone de un ventilador que recoge del exterior el aire que utilizapara la combustión y envía los gases de combustión al exterior. Lacirculación del aire y de los gases se canaliza a través de dosconductos específicos, uno de aspiración y otro de expulsión que

suelen ser concéntricos.Esta caldera ofrece una mayor seguridad, puesto que el circuito decombustión no tiene comunicación alguna con la atmósfera del localdonde está instalada. Por este motivo, la caldera estanca no tienelimitaciones de ubicación; puede ser tapada u ocultada o, incluso,situarse dentro de un armario.Por otro lado, permite controlar mejor la combustión al no existir fluctuaciones en la entrada deaire, efecto que redunda en un mayor rendimiento.

b) Calderas tipo cocinaSe las denomina así porque por lo general se las ubica bajo la mesada de la cocina. Son del tipohumotubular, tienen mejor rendimiento que las tipos calefón.

Vista exterior e interior de una caldera de pie o bajo mesada

Sirven para abastecer un departamento o vivienda unifamiliar, se puede ubicar el artefacto bajo lamesada de cocina o en lavaderos.

Los gases de la combustión se desplazan por los tubos de acero, transmitiendo el calor al agua através de sus paredes y saliendo al exterior por la chimenea. El agua calentada es conducida por cañerías, mediante una bomba circuladora, que generalmente viene incorporada al equipo.En la actualidad se fabrican calderas tipo bajo mesada, automáticas, con cuerpo de fundición dehierro en lugar de tubos, de alto rendimiento térmico, con duración ilimitada. Se proveen congabinete, bomba incorporada, termostato y encendido piezoeléctrico.






SELECCIÓN DE SISTEMAS DE CALEFACCIÓNPara realizar una selección adecuada de los distintos sistemas de acondicionamiento del airepodemos utilizar los siguientes criterios:

1. Factores constructivos.

2. Características de cada sistema. (Ventajas y desventajas del sistema)• Factores Constructivos:La enumeración de los factores más importantes no es taxativa, su orden será determinado por lascaracterísticas predominantes del proyecto arquitectónico y su construcción. Cada uno de losfactores enumerados puede determinar la elección de sistema de acondicionamiento:

Desarrollo Constructivo: El desarrollo preponderantemente horizontal o vertical del edificio,espacios que se dispongan para las instalaciones.Flexibilidad del edificio: El destino de los locales, sus dimensiones, puede ser fijo o variar deacuerdo a los distintos requerimientos, (Plantas libres sin destino fijo por ejemplo).Requerimientos de ventilación o renovación de aire: Las necesidades del requerimiento deventilación de los locales dependen del destino, (por ejemplo una sala de cirugía requiere 100% derenovación del aire) y de la cantidad de personas que las ocupen.Exigencias de los valores de temperatura y humedad relativa a mantener: Los parámetroshigrotérmicos pueden ser muy estrictos cuando tratamos aire para un determinado procesoindustrial, (por ejemplo un laboratorio donde se fabrican pastillas efervescentes).Funcionamiento del edificio: Si el edificio funciona en forma continua o discontinua,(básicamente es la permanencia de las personas dentro del local).Función del edificio: Dependerá si tratamos aire para una industria, oficina, hotel, hospital,vivienda, etc.Ubicación geográfica del edificio: La latitud y altitud definen por ejemplo los parámetrosinteriores y exteriores de temperatura y humedad.Características del entorno: El entorno determina sombras sobre el edificio, vientos,asoleamientos, etc.Infraestructura existente: La existencia de redes de servicios, electricidad, gas, agua,

combustibles, etc.Costo total: Incluye siempre el costo de la instalación, operación y el de mantenimiento del sistemade aire acondicionado.

Todo sistema de calefacción tiende en invierno a proporcionar una condición climática interior uniforme, destinada a lograr confort para las personas o establecer condiciones adecuadas paraprocesos industriales.La calefacción comprende: la generación de calor , mediante calderas, estufas y todo artefacto queconvierta combustible en calor útil; la distribución por cañerías o conductos, y la disipación delcalor mediante unidades terminales en los ambientes, como radiadores, convectores, panelesradiantes, etc.

• Características de cada sistema.

Calefacción por agua calienteEstos sistemas de calefacción se basan fundamentalmente en la circulación de una cantidadconstante de agua a través de una red de cañerías. A esta agua se le entrega calor sensible por medio de un generador de calor o caldera, y se la distribuye hasta los elementos destinados a lacesión de calor o calefactores, que difunden ese calor a las habitaciones.

Esquema de calefacción por agua caliente






Ventajas→ Calor suave, agradable y con bajo tostamiento de polvo acumulado sobre los equipos

terminales, (radiadores, convectores, etc.).→ Funcionamiento silencioso, por ausencia de ruidos y chasquidos que generalmente se

producen en el sistema por vapor a baja presión.

→ Mayor duración de las cañerías, con protección exterior a través de aislaciones yrevestimientos e interior por permanecer siempre lleno de agua. El contenido de sales y aire esmínimo reduciéndose el riesgo de corrosión y el de obstrucción interior por depósito deincrustaciones.

→ Buena regulación en planta térmica y en equipos terminales. Variando la temperatura del aguaa la salida de la caldera podemos controlar la cantidad de calor que ceden los equiposterminales a los distintos locales. Usando vapor esto no es posible, ya que para hacerlocircular se necesita una cierta presión, y debido a que la presión que debe generarse dependede la temperatura de la caldera, la regulación no es posible.

→ Calor remanente en los equipos terminales, luego de detenido el funcionamiento del sistema(inercia térmica).

→ Menor pérdida de calor por tuberías respecto de la instalación de vapor, por ser más bajas lastemperaturas del fluido de circulación, (por agua temperatura máxima a 80° mientras que por

vapor 105° a 1l00).Desventajas→ Lentitud de puesta en marcha y en régimen. Debido a la lenta circulación del agua en los

casos de termosifón se ve aumentado el periodo de precalentamiento. A fin de mejorar dichoinconvenientes utilizan los sistemas de circulación forzada a través de bombas circuladorascolocadas en los retornos.

→ Graves inconvenientes en el edificio, de producirse en las cañerías pérdidas de agua, enmayor medida si éstas se encuentran embutidas.

→ En zonas de muy bajas temperaturas, se puede producir el congelamiento del agua.-→ En función de los equipos terminales utilizados, las fuentes emisoras son puntuales, por lo que

la distribución del calor no es uniforme.

Resumen: El sistema de calefacción por agua caliente circulación natural (termosifón) essolamente indicado para edificios habitados durante la mayor parte o todo el día, como ser:residencias, casas de rentas, hospitales, que funcionen las 24 horas.Las instalaciones a través de este sistema pueden ser por:1) Radiadores2) Piso Radiante3) Fan-coil4) Zócalo radiante.

Radiadores:El radiador seccional consiste, como su nombre lo indica, en un conjunto de secciones, que se vanuniendo unas con otras, hasta completar las que se necesitan en el local calefaccionado.Los materiales utilizados para la construcción de los radiadores son el hierro fundido, la chapa deacero, el aluminio y de acero inoxidable.El hierro fundido y el aluminio se pueden utilizar con agua caliente o vapor, dado queprácticamente no se corroen y son de vida útil ilimitada. Los de acero no deben utilizarse convapor, porque al existir una mezcla de vapor, agua y aire, se crea el problema de la intensa

Modelos de Radiadores de aluminio






Radiador de Hierro Fundido

Radiadores de Acero Inoxidable

Existe también en el mercado una gran variedad de diseños de radiadores para ser ubicados enbaños, que combinan con el estilo de la decoración seleccionada.

• Factores que debe considerar el proyectista:a. Posición y emplazamiento relativo del radiador con respecto al ambiente.

En el emplazamiento corriente el rendimiento se considera el que indica el fabricante, es decir

el 100% de eficiencia.El radiador con tapa superior o repisa. En este caso se considera una pérdida de rendimientode aproximadamente el 4% del emplazamiento normal, debido a que se afecta la convecciónnatural.El radiador empotrado sin tapa: La cantidad de calor que emite este radiador se reduceaproximadamente un 7% del caso corriente, ya que aún más que en el caso anterior se afectala convección natural de cesión de calor.El radiador con tapa o empotrado con tapa: En estos casos, las separaciones de pared y pisodeberán ser las indicadas para el radiador normal. En el caso de empotrados con tapa, lasrejillas deben tener el largo del radiador y su altura no debe ser menor que 2/3 de laprofundidad del nicho. En el caso de empotrado con rejilla arriba, el alto de la rejilla debe ser como mínimo el ancho del nicho.La reducción de la emisión de calor se estima del 15 al 20 % del radiador normal, atento que se

agrega una disminución de la componente de radiación emitida por el radiador.






Rendimiento de los radiadores de acuerdo a su ubicación

Para instalaciones de agua caliente con circulación natural 450 Kcal/h m2

Para instalaciones de agua caliente con circulación forzada 500 Kcal/h m2 Para instalaciones de vapor de agua a baja presión disponiendode 0,04 kg/cm2 a la entrada del radiador

700 Kcal/h m2

b. Ubicación de los radiadores. Por lo general el proyectista ubica el radiador bajo las ventanas, tratando de ocupar todo elancho de la abertura. Colocando el radiador bajo las ventanas se logra una mejor distribuciónde temperaturas en el local, la mejora es a consecuencia de que el aire frío que ingresa al localpor las infiltraciones es calentado antes de circular a través del local, evitándose las corrientesde aire frío inferiores y se compensan además las pérdidas de radiación del cuerpo humano alas superficies frías.

Piso RadianteLa calefacción por suelo crea unas condiciones ambientales que son la base de una vidaconfortable y un trabajo productivo.El suelo de una habitación ocupa naturalmente una gran superficie. De esta forma el calor específico por metro cuadrado de radiación es bajo y la superficie del suelo produce un agradabley uniforme calor por todas partes.

Es fácil comprender también que este requisito no lo cumple un radiador situado debajo de unaventana o en una pared. Para el bienestar de las personas es necesario un confortable suelotemplado.Una calefacción por suelo ofrece todas las posibilidades de decoración. El calor invisible viene delsuelo y por esto no es necesario pensar en nichos radiadores, conectores, elementos para cubrir los radiadores, tuberías, etc.El suelo radiante en viviendas es un suelo flotante que se debe ejecutar según las normasvigentes en relación con la protección termo acústica, la resistencia y la rugosidad superficial.Los siguientes suelos pueden instalarse sobre una calefacción por suelo: piedra natural, mármol,granito, pizarra, piedra pretensada, hormigón, plaqueta cerámica, barro, gres, terrazo, PVC,linóleo, parquet, tarima o moqueta.

Principales ventajas

Proporciona un reparto óptimo del calor en sentido horizontal y vertical. La temperatura del aire esmás alta a nivel del suelo, disminuyendo progresivamente hacia el techo.Dado que trabaja a baja temperatura, evita las turbulencias del aire debidas a la convección, laemisión calórica se produce principalmente por radiación. Está característica además, elimina la






acumulación de polvo y las manchas de suciedad en paredes y techos.La baja velocidad de circulación del aire, no reseca el ambiente ni las mucosas nasales dado quela humedad relativa del ambiente permanece inalterable.El piso radiante funciona con agua calefaccionada entre 35-40ºC. Esto se traduce en unimportante ahorro de energía del 15 al 20% menos.

Puede brindar distintas temperaturas en los diferentes ambientes y aportar mayor temperatura enlas zonas de mayor requerimiento; ventanales por ejemplo.A los profesionales les permite el diseño de ambientes amplios y con grandes aberturas, ya que adiferencia de los radiadores y calefactores, no ocupa ningún lugar.

Colector Todos los circuitos de tuberías del sistema son alimentados individualmente por medio de uncolector. El cual, consta de una serie de componentes y accesorios. Según lo consultado y visto,los colectores no difieren mucho entre sí.

Colector – Fabricante Amanco S.A.

Sistema de anclaje1. El sistema de anclaje representa la forma más rápida y segura en la instalación de los tubos.

Puede ser usado en distintas formas de instalación y permite la exacta adaptación a losrequerimientos de calor y es adaptable a todos los tubos.

2. El tablero de instalación de tubos (placa de poliestireno), universal y variable permite la fijaciónde los tubos sin otro elemento adicional.3. Los tubos pueden ser instalados sin dificultad por medio de barras de sujeción y clips de

anclaje. 4. Para un bajo costo de instalación, también es posible fijar los clips de anclaje a una malla de

alambre soldada.






Diferentes sistemas de sujeción

Distribución de los tubosEn “serpentín” es ideal para locales pequeños, mientras que la configuración en 'espiral' se adaptaperfectamente a locales irregulares o alargados. Las de 'doble serpentín' es la más conveniente enlocales con gran demanda de calor La separación entre tubos se calcula tomando en cuenta dos factores muy importantes: Balance térmico Tipo de revestimiento que se coloca en el piso.Con estos dos datos se entra en tabla y calcula la separación que generalmente según las zonasvaría entre 15 y 30 cm.

Distribución en espiral Distribución en espiral conrefuerzo en zonas frías

Distribución en serpentina Distribución en serpentinacon refuerzo en zonas frías

Detalles de la instalación1. El suelo radiante requiere de un espacio entre la losa y el mortero de cómo mínimo 4 cm., por

lo tanto para mantener la altura de los techos se deberá aumentar las distancias entre plantas.2. El espesor ideal del mortero para conseguir una buena transmisión del calor es de 5-6 cm. Por

encima de estos valores se aumenta considerablemente la inercia térmica del sistema.3. A los efectos de que las placas aislantes queden perfectamente asentadas, la superficie de la

losa debe estar lo más lisa, plana y libre de irregularidades y escombros.4. Los tabiques delimitan los circuitos, por tal razón, antes de iniciar el montaje deben estar

levantados.5. La red de desagües debe estar terminada, ya que los desagües quedan por debajo de la losa

radiante.6. En zonas frías es recomendable iniciar el montaje cuando las puertas y ventanas esténcolocadas. Para mayor seguridad se recomienda añadir un anticongelante






Detalle de instalación para dos variantes de pisos

Secuencia de instalaciónA los efectos de facilitar el purgado de los circuitos, el colector (odistribuidor) será ubicado por encima de estos, a una altura deaproximadamente 70 cm. sobre el nivel del piso. Si la obra tienevarias plantas, debe colocarse un colector en cada una de ellas,procurando en la medida de lo posible, ubicarlo en la parte centralde la planta.Antes de la colocación de las placas aislantes, se deberá instalar la cinta perimetral en todo el perímetro de la planta, utilizando lostabiques como apoyo hasta que se coloquen las placas. Lacolocación de estas, comienza por una esquina hasta cubrir todala superficie.

Una vez finalizado el tendido de las placas de aislación algunasempresas suelen sugerir cubrir la misma con un film de polietileno(imagen 1), posteriormente se colocan las guías o barras desujeción (2) en algunos casos una malla metálica de 4,2 mm.soldada cada 15 cm. Por norma, la variación vertical hacia arribade los tubos no debe superar los 5 mm., en tanto que la variación del paso entre tubos no debe ser superior en 10 mm. A los efectos de poder cumplir con estas prescripciones se instala esta mallametálica, sobre la cual, por medio de precintosplásticos (clips de anclaje) ubicados cadaaproximadamente 50. cm. se fijara el tubo.Se recuerda que para iniciar la instalación del tubo es necesario el plano de montaje (si irá enserpentín o espiral). En el se consignan la ubicación de los distribuidores y el recorrido, longitud ypaso de los circuitos.

Finalizando, se recubre con el mortero (3), cuidando que los tubos queden bien cubiertos.






Otras posibilidades de usoLas siguientes imágenes buscan ilustrar las amplias y variadasposibilidades de uso. Desde una clásica vivienda unifamiliar a todo un edificio hasta la instalaciónde una pista de aterrizaje para aviones, un angar, estadio de fútbol, calles en los países nórdicos.A esto último, vale destacar que el pueblo de Copahue (Provincia del Neuquén) cuenta con unsistema similar de calefacción para alguna de sus calles.

Angar de aviones

Cancha de fútbol

Fan-Coil Este sistema consta de una caldera,desde donde se distribuye agua caliente,mediante cañerías y bombas a equiposterminales denominados fan-coil. Launidad se compone básicamente de unasección ventiladora (fan) y unaserpentina con aletas (coil). El ventilador origina la circulación del aire del local,

haciéndolo atravesar la serpentina quees alimentada con agua caliente.El sistema de acondicionamiento de aire con fan-coil es simple, siendo sumamente flexible suadaptación a las necesidades de los edificios modernos. Este sistema será desarrollado en eltema de aire acondicionado (verano).

Variantes de modelos de Fan - Coil






Detalle técnico de Fan – Coil de piso

Descripción y aplicación Unidades Fan Coil de tipo universal, para montaje en piso o techo. Su simple instalación las hace muy prácticas para el acondicionamiento de locales tanto

residenciales como comerciales.Características• Descarga de aire directa al ambiente.• Capacidades: 2000 / 3000 / 4000 y 5000 Kcal/h.• Control remoto infrarrojo o manual.• Dos velocidades de ventilador.• Montaje para piso o techo.• Filtro de aire lavable.• Alimentación: 220V – 50 Hz – 1F.• Robustez, durabilidad y prácticamente nulo costo

de mantenimiento.Características Técnicas

Otros modelos de Fan - Coil

Fan-Coil de Piso Fan-Coil para conductos Fan-Coil de baja silueta para embutir (Locales Comerciales) (Viviendas, Locales Comerciales) (Viviendas, Locales Comerciales, Hoteles)

Zócalo radiante.

Es un sistema de calefacción producido por la circulación de agua caliente en el interior de tubosaleteados a la altura de los zócalos de los ambientes por calefaccionar.Estos calefactores son construidos en caños y aletas de hierro, de entrada y salida con grifo depurga. Se entregan pintados con aluminio para altas temperaturas. Con frente de chapa y pintados






con anticorrosivos. Son ejecutados a pedido de cualquier longitud.

Características principales de sistema Compatible con todas las fuentes de calor (gas, gasoil, eléctrica, solar, biomasa). Rendimiento óptimo a todas las temperaturas.

Especialmente eficaz a bajas temperaturas (45º), lo que la convierte en el sistema ideal paraaprovechar la energía solar térmica. Considerable ahorro energético debido al efecto de Barrera Térmica y al escaso volumen de

agua en circulación. Fácil instalación en obra nueva y rehabilitación. Con muy baja afectación en obra. Optima integración visual. Permite la colocación de mobiliario. Máxima sensación de confort. Calor radiante y uniforme. Sin circulación de partículas. Evita la humedad en paredes, los suelos fríos y la condensación de cristales. Con todas las homologaciones y certificaciones.

Apto para todo tipo de viviendas y espacios.

Calefacción por zócalo radiante – Ejemplo de ubicación en diferentes ambientes Estructura interna

1 - Perfil superior aluminio blanco: 1,9 x 3,3 x 250 cm.2 - Cubierta Aluminio Blanco: 10,5 x 250 cm.3 - Elemento calefactor cobre aleteado: 2,5 x 5,7 x 250 cm.4 - Perfil interior Aluminio blanco: 1 x 2 x 250 cm.(solo necesario en remates suelo-pared mal acabados)

Dimensiones del zócalo instalado:• Alto: 14 cm. (desde el suelo)• Ancho: 2,3 cm.

Principio físico y características de funcionamientoEste producto consiste en un elemento calefactor de una gran similitud con un zócalo tradicional.Esta apariencia nos proporciona una gran integración arquitectónica, ya que podemos sustituir el tradicional zócalo por el zócalo radiante, y en su defecto solaparlo con el ya existente.El principio físico de funcionamiento se asemeja al funcionamiento de los recipientes isotérmicosque se utilizan, por ejemplo para mantener un café caliente durante todo el día; si recordamos, elcafé se mantiene caliente no porque aportemos energía calorífica, sino porque aislamos lasparedes exteriores y no tenemos intercambio con el foco frío.






En este cometido el sistema de zócalo radiante empleará el 20% de su potencia. El otro 80% loempleará en transmitir calor por radiación a través de la propia pared. Además toda la pared noemitirá calor con la misma potencia. Si miramos la pared de abajo a arriba observaremos queconforme nos vayamos alejando del zócalo radiante, también disminuirá la potencia de radiación.

Distribución del calor

En la parte inferior de la pared hay más potencia de radiación y ahí es donde más se necesita yaque en la parte inferior es donde está el aire más frío. Conforme vamos ascendiendo disminuye lapotencia de emisión de calor por radiación pero también es cierto que aumenta la temperatura del

aire por lo que ambos gradientes de temperaturas, al ser inversos, hacen que la persona que estéen la habitación tenga una sensación de temperatura uniforme. Esta sensación esdiferenciadora respecto a otros sistemas de calefacción en los cuales tenemos calor en la cabezay frío en los pies.

Análisis termográfico de una pared con una instalación de calefacción.La barrera térmica se genera hasta 2,5 m de altura.

Comparativo con otros sistemas

Sistema de radiadoresVentajas:• Más baratos.

Inconvenientes:• Muros externos fríos.• Suelo frío.• Condensación en superficie del muro.• Alto consumo de energía.• Diferencia de temperatura hasta de 6° C.• Colchón de calor en el techo.• Convección.• Genera polvo.• Moho en las esquinas del techo.• Gran cantidad de agua.• No compatible con instalaciones de Energía Solar Térmica






Suelo RadianteVentajas:• Temperatura ambiente homogénea.• La calefacción no se ve.

Inconvenientes:• Muros externos fríos.• Condensación en los muros externos.• Gran cantidad de agua.• Difícil de regular (lento).• Alto consumo de energía.• Perjudicial para la planta del pié.• Genera polvo.• Construcción especial del suelo.

CALEFACCIÓN POR ZÓCALOUn sistema sano y con mucho ahorro de energía, ideal para todo tipo de edificaciones:rehabilitaciones, obra nueva, unifamiliares, edificios, museos, iglesias, polideportivos, etc...• Calor radiante.• Temperatura homogénea.• Muros calefaccionados.• No hay condensación.• Muros internos secos.• Mínima cantidad de agua en circulación.• Gran ahorro de energía.• Regulación muy veloz.• Reacción veloz del sistema.• Suelo calefaccionado.• Apto para energía solar.• No genera polvo.

SISTEMA DE CALEFACCIÓN CENTRAL DE AGUA CALIENTE Y VAPOR A BAJA PRESIÓN• Red de cañerías, sistema de agua caliente y vapor a baja presiónLa red de cañerías de agua caliente o vapor, puede ser del tipo bitubulares o monotubulares.Instalación monotubular : Cuenta con una sola cañería a la cual los equipos terminales se conectanen serie.

Sistema monotubular

Instalación bitubulares: cuenta con dos cañerías, una de alimentación y otra de retorno.






Podemos clasificar a los sistemas bitubulares: Según sea la distribución del montante en:

• Distribución Superior Circuito montante de distribución superior: La cañería de alimentacióno montante se eleva directamente por encima del equipo terminal más

alto de la instalación. Desde allí se derivan las alimentaciones hacia losretornos que alimentan a los equipos terminales.Circulando el agua caliente o vapor por ellos hacia abajo. Luego,mediante una red de cañería de retorno se devuelve el agua ocondensado a la caldera.Tiene el inconveniente que se producen mayores pérdidas de calor queen la distribución inferior, dado que se realiza un recorrido mayor hastallegar a la unidad terminal del fluido calotransportador, no obstante losrecaudas que tomemos en las aislaciones de la cañería montante.Además se requiere más metros de la cañería montante de mayor rango.No obstante en calefacción por agua caliente y vapor puede ser unasolución adecuada por originar en el sistema, mientras que en el

sistema por vapor permite evitar en parte los ruidos originados por el choque del vapor y elcondensado, en el funcionamiento.

• Distribución Inferior Circuito montante de distribución inferior: En esta disposición ladistribución hacia los distintos montantes, se encuentra por debajode las alimentaciones de los equipos terminales.Por lo tanto el agua o el vapor recorren las montantes de abajohacia arriba.

CALEFACCIÓN CENTRAL POR AGUA CALIENTEVimos que los sistemas de calefacción central pueden ser monotubular, bitubular, de distribuciónsuperior o de distribución inferior. Además los sistemas de calefacción central por agua calientepodemos realizar la distribución desde el retorno en forma directa o invertida.

•

Circuito de distribución de agua con retorno directo:cada retorno nace en el último equipo terminal y en surecorrido toman los demás equipos hasta llegar a lacaldera.






• Circuito de distribución de agua con retorno invertido o retorno compensado: cada retorno naceen el primer equipo terminal y en su recorrido toman los demás equipos hasta llegar al últimoretornando libre hacia la caldera.

CALEFACCIÓN POR VAPORComo ya vimos podemos clasificar a las instalaciones por la distribución de la cañerías montantes(distribución superior o inferior), si la cañería de condensación se desarrolla por debajo del nivel deagua fuera de servicio de la instalación, es decir que la misma esté siempre inundada, el sistemade denominara de retorno húmedo o de retorno sumergido. Si las cañerías de retorno seproyectan sobre el nivel de la caldera se denomina retorno seco, que es el más utilizado por ofrecer menos dificultades en el proyecto y funcionamiento.

Circuito de distribución inferior, Circuito de distribución superior,vapor a baja presión, con retorno seco vapor a baja presión, retorno húmedo






En los tramos horizontales de la cañería deben tener pendiente cuyo sentido de escurrimientodebe coincidir siempre con el recorrido del vapor para evitar ruidos molestos, por choques entre elvapor y el condensado. Por ello el drenaje de las columnas se realiza por medio de los sifones enel caso de retorno seco, y sin sifones en el caso de retorno húmedo.El aire en la puesta en marcha de la instalación debe ser empujado por el vapor y pasar a la

cañería de condensación, para eliminarse por los escapes (VT= Válvula tulipa).• Características técnicas de la instalaciónEste sistema de calefacciónse basa, en el principio deque una masa de aguaabsorbe calor paravaporizarse y lo cedecuando se condensa. Por lotanto el agua se vaporiza enla caldera por el calor quesuministra el combustible, yel vapor llega a los equipos

terminales condensándose,aportando el calor devaporización al ambiente enque se encuentra.

El funcionamiento sería elsiguiente, en el estadoinicial de funcionamiento, elagua llena la instalaciónhasta el nivel inferior al quellamaremos nivel de aguafuera de servicio, el cual

será controlado por unregulador de nivel de agua.El agua se va calentando hasta llegar a una temperatura de aproximadamente de 100 °C, en dichomomento se comienza a desprender vapor de agua que va ocupando todas las cañeríasdesalojando el aire hacia arriba y ocupando poco a poco los distintos radiadores de la instalación.En los equipos terminales el vapor de agua entrega el calor latente de vaporización, por lo tanto seproduce la condensación, retornando en forma de agua a la caldera.Se trabaja para instalaciones de vapor a baja presión con valores de presión de 1.000 mm decolumna de agua (0,1 kg/cm2) que se corresponde a una temperatura de 101,7 °C, hasta 3.000mm de columna de agua (0,3 kg/cm2).Podemos definir dos niveles de agua. Cuando la caldera está apagada contamos con el nivel deagua más bajo en la instalación al que denominamos nivel de fuera de servicio, mientras que elnivel más elevado se corresponde con la instalación funcionando en pleno régimen, el cual

denominaremos nivel de agua de servicio.Es fundamental que cualquier artefacto a alimentar por el montante deba estar por encima delnivel del agua fuera de servicio (h) a fin de evitar que el mismo se inunde de agua por el retorno.

• Detalles a tener en cuenta en la instalación

Es aconsejable:1) Limitar el aumento de las resistencias del circuito hidráulica. Para ello proyectar los montantes yretornos lo más directo posible, evitando en lo posible desvíos innecesarios.

2) Las cañerías horizontales se instalaran con pendiente. Siempre debe buscarse eliminar el aguaque se condensa al circular el vapor por las cañerías, de modo tal que el único sentido decirculación, en las cañerías horizontales, el agua de condensado sea el mismo que el del vapor.

Pues si el agua circula en sentido contrario al vapor, le dificulta su avance y éste a su vez, impideel normal escurrimiento del agua, con lo cual se producirán además ruidos, los cuales resultaranintolerables en el esquema de confort buscado.






Por lo que sólo puede admitirse circulación contraria entre el agua y el vapor en los tramosverticales de alimentación y algún tramo corto.Por lo tanto, las cañerías horizontales de alimentación que parten del colector de la calderadeberán tener pendiente descendente hacia los montantes verticales. Mientras que los retornostendrán pendientes descendentes hacia la caldera.

La pendiente mínima que se usa en la práctica es de 1 centímetro por metro.Cuando proyectamos las redes de cañerías debemos tener en cuenta dos aspectosfundamentales:2-1) Adecuada pendiente para la eliminación del agua de condensado (1 cm/m).2-2) Posibilidad de vaciado de todas las cañerías por gravitación en la parte inferior.

3) Sifones: Queda establecido entonces que en las cañerías de alimentación, la circulación delvapor y el agua de condensado deben coincidir. Por lo que si no eliminamos el agua, ésta se iráacumulando en el encuentro con la cañería vertical cerrando el paso a la circulación del vapor.Para solucionar este inconveniente recurrimos al uso de sifones, bajo las columnas montantes.

VENTAJAS

→ Rápida puesta en marcha y en régimen. Esta condición se debe al calor latente devaporización que el fluido caloportador entrega al equipo terminal al condensarse.

→ No existe la posibilidad de congelamiento del agua, debido a que no circula agua por lascañerías.

→ Menores inconvenientes en el edificio en caso de producirse deterioros en las cañerías, conrespecto al sistema de agua caliente.

→ No existe calor remanente en los equipos terminales, al cerrar la llave del equipo terminal enforma casi instantánea se suprime el suministro de calor al local.

DESVENTAJAS

→ Calor arrebatante, fuerte y con alto tostamiento de polvo.→ Funcionamiento ruidoso. En la puesta en funcionamiento las cañerías están frías lo que

produce condensación del vapor durante el recorrido produciéndose ruidos mayores delnormal, estos disminuyen a un nivel aceptable cuando se calientan las paredes de lascañerías.

→ Menor duración de las cañerías. El interior tiene alternativamente vapor de agua,condensación y aire lo que produce oxidación y corrosión de las cañerías.

→ Difícil regulación en equipos terminales, sólo se puede regular actuando sobre cada uno de losequipos terminales.

→ No existe calor remanente en los equipos terminales.→ En función de los equipos terminales utilizados al ser puntuales las fuentes emisoras, la

distribución del calor no se realiza uniformemente.

Resumen: Las instalaciones de calefacción por vapor son adecuadas para edificios muy extensos y/o altos yen todos aquellos en que es esencial una puesta en régimen rápida por tener bruscas o repentinasvariaciones de la carga térmica.

CALEFACCIÓN POR AIRE CALIENTE CON CIRCULACIÓN FORZADA En este tipo de calefacción el aire caliente asciende y desciende impulsado por un ventilador. Estohará más efectiva la circulación del aire y aumentará el volumen de aire circulante. Los elementosque componen este tipo de calefacción son:

• Calorífico: contiene las superficies de calentamiento del aire, y un ventilador. El aire pasa através del ventilador y es inyectado en la cámara de calentamiento.






• Conductos: son de chapa metálicas y tienen forma rectangular. A través de ellas circula el airetanto en la ida como en el retorno. La circulación del aire a través de los conductos se producedebido al enfriamiento del aire que hará que éste descienda, mientras que el aire caliente seelevará.

• Registros: Son necesarios para regular y equilibrar el sistema y adaptarlo a las necesidades de

los ocupantes.• Bocas: son las entradas del aire a las habitaciones, debe tener una rejillas que repartan el aireen todas las direcciones.

Habrá también otros elementos de regulación como termostatos, que regularán que la temperaturadel aire y harán que se mantenga en función de las necesidades del usuario y dispositivos deseguridad, que cierra el suministro del combustible cuando el calorífero se apaga.

VENTAJAS→ Calor suave y agradable.→ Rápida puesta en marcha y en régimen.→ Tiene posibilidad del filtrado del aire y renovación (ventilación).→ No existen problemas de pérdidas de agua.→ Duración ilimitada de las canalizaciones.→ Buena distribución del calor, en función de una correcta distribución de los equipos terminales

(rejas o difusores).

DESVENTAJAS→ No existe posibilidad de regulación por parte del usuario.→ No existe calor remanente en los equipos terminales.→ Requerimientos de amplios espacios para la ubicación de los conductos.

Resumen:Las instalaciones de calefacción por aire caliente son adecuadas para edificios muy extensos y depoca altura, por los espacios que ocupan los conductos. En la mayoría de los casos se los utilizaen residencias de dos o tres plantas, locales comerciales y en todos aquellos locales que sonesenciales una puesta en régimen rápida por tener bruscas o repentinas variaciones de la cargatérmica.

SISTEMA DE CALEFACCIÓN POR TUBOS RADIANTES Son sistemas apropiados para grandes espacios o muyabiertos, fábricas, galerías, etc.Irradian en la gama de los infrarrojos y se componen deun quemador multigas de bajo consumo, unelectroaspirador, un electro válvula para gas y una

centralita electrónica de funcionamiento y control. Dichoscomponentes están posicionados dentro de un contenedor de acero estanco, ver figura.






El cuerpo radiante es un tubo de acero al carbono, en forma de "U", dentro del cual se realiza lacombustión, llevando su superficie externa a una temperatura de 380 °C, aproximadamente.En estas condiciones el tubo radiante no altera su color, es decir no emite rayos ultravioletas, sólorayos infrarrojos. Encima de cada módulo, en toda su longitud, hay una pantalla reflejante queemite el calor hacia las zonas donde se necesite.

Las unidades pueden instalarse tanto en la pared como en el techo del local Cada uno de lostubos que forman la unidad pueden orientarse independientemente (ver modelo MSU) paraaumentar el área de la superficie a calentar. Cada tubo radiante tiene un funcionamientocompletamente autónomo y la gestión y el control de la temperatura ambiente se realiza medianteun termostato electrónico especial equipado con un sensor esférico remoto.

1. Quemador 2. Salida gases de combustión3. Extractor 4. Tubos radiantes de acero especial5. Reflector de aluminio con acabado

de espejo6. Codo de conexión7. Extremo8. Soporte de cierre

Ejemplo decolocaciónde

tubos radiantes

Descripción del principio:Los rayos infrarrojos, pertenecen a la familia de las ondas electromagnéticas y se regulan por lasleyes físicas de la mecánica cuántica. Por esta razón, su movimiento es rectilíneo y producen calor cuando interceptan un cuerpo, sin implicar al medio atravesado.

La calefacción por radiación permitecalefaccionar parcialmente un local

En locales muy altos no se producenestratificaciones, consiguiéndose un

elevado ahorro energético. (Más del 30%)

Los tubos radiantes transmiten el calor por radiación en forma de ondas electromagnéticasinfrarrojas invisibles que se desplazan a la velocidad de la luz y que calientan directamente losobjetos, el suelo, paredes y a las personas, y por lo tanto ofrecen un confort térmico inmediato,con un ahorro energético superior al 30%, en relación con un sistema tradicional, y con unassensaciones térmicas equivalentes con temperaturas del aire sensiblemente más bajas que conlos sistemas por aire caliente.

Básicamente un tubo radiante se compone de un quemador de gas atmosférico que produce unallama larga que se extiende por el interior de un tubo negro, alcanzando temperaturas del orden de600°C en el interior y 350 a 400°C en el exterior. La radiación calorífica producida por elcalentamiento del tubo se dirige hacia la zona a calefaccionar directamente y a través de la






pantalla reflectora que refleja las radiaciones infrarrojas, cubriendo un área irradiada en el sueloque depende de la potencia del calefactor y de la altura de instalación. Esta área es como máximode 2h x 2h dependiendo también de la longitud del tubo, siendo h la altura de instalación. (Ver tabla adjunta)

Altura de Edificio con Edificio con aislamiento

instalación (Kg=

3,3 w/m') o sin aislar (Kg=

5,8 w/m')Temperatura Exterior 0°C -5°C 0°C -5°C

4 metros 130 (112) 180 (155) 165 210 (181)5 metros 150(129) 195 (168) 180 230 (198)6 metros 170(146) 215(185) 195 250 (215)7 metros 180 (155) 230 (198) 205 265 (228)8 metros 195 (168) 250 (215) 225 290 (250)9 metros 215 (185) 275 (237) 255 320 (275)

Potencia de calefacción necesaria en Watios/m2

(Kcal/h) E

1.- Tubo radiante2.- Instalación de gas con flexible

3.- Chimenea de salida de humos4.- Fácil suspensión con cadenas5.- Cuadro de control6.- Sonda de bulbo negro

Se puede evacuar al ambiente sin chimenea, si la renovación de aire es superior a 10 m 3/h. por Kw instalado

Área irradiada por cada tubo

Model A B h A B h A B h A B h






o máx. máx. máx. máx. 4 m 6.5

07.00

4.00

5 m 8.00

8.00

6.00

6 m 8.00 10.00 6.00 11.00 12.00 8.00 11.00 14.00 9.00

7 m 9.50 11.00

7.50 11.50

14.00

9.50 11.50

16.00

10.00

8 m 11.00

12.00

9.00 13.50

15.00

11.00

13.50

17.00

11.00

9 m 12.00

13.00

10.00

15.00

17.00

13.00

15.00

19.00

13.00

10 m 16.00

18.00

14.00

Equipos de control:Los tubos radiantes admiten un control de funcionamiento muy preciso con termostato, y con

relojes programadores semanales, y también con un centro de control para toda la empresa. Loscuadros de control opcionales permiten controlar 1, 2 ó 4 tubos radiantes y llevan termostato,rearme de bloqueo del quemador, y entrada digital para reloj programador que habilita un segundoset-point de seguridad para calefacción diurna y nocturna, mantenimiento de una temperaturamínima de funcionamiento.

Equipos de control

PANELES TÉRMICOS RADIANTES Es la solución ideal para espacios medio-bajos. Responde a las exigencias de calefacción denaves industriales, áreas del sector terciario, almacenes, exposiciones, gimnasios, escuelas,tiendas, lugares con riesgo de incendio y responde perfectamente a las exigencias de silencio defuncionamiento y de ausencia de movimiento de aireLas conexiones de los tubos son rápidas, simples y perfectamente herméticas gracias a nuestros"press-fittings". Waterstrip funciona con agua caliente hasta 130°C.

Ejemplos de aplicación del sistema de calefacción por paneles térmicos radiantes

CALEFACCIÓN DE HANGARESEste sistema constituye una solución innovadora para calefaccionar grandes y medios espacios. Elcircuito se adapta perfectamente al lugar donde viene instalado gracias a su estructura modular y

a una proyectación hecha a medida, es ecológico y garantiza una óptima eficacia de combustión:el circuito de calefacción prevé el reciclo del gas expulso permitiendo un notable ahorro energéticoy una drástica reducción de las emisiones contaminantes con porcentajes prácticamente iguales a"0". Está compuesto principalmente por una unidad de producción de calor con potencia variable






de 35 KW a 300 KW y por una serie de tubos radiantes con longitud máxima de 150 m ytemperatura de 200°C a 300°C.

Ejemplo de calefacción de hangares

INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADOControlar las condiciones térmicas que vienen determinadas por variables ambientales y variablesindividuales se hace cada vez más necesario para mejorar la calidad de vida. El equilibrio entreellas determina la sensación térmica de nuestro cuerpo y el nivel de confort. Actualmente, elsistema más utilizado para controlar las variables ambientales son los sistemas de aireacondicionado. Controlar por completo la temperatura, la humedad y la ventilación y, además,cuidar el medio ambiente, se ha convertido en el mayor reto de las empresas de climatización, enestos momentos.La climatización es el proceso de tratamiento del aire en el que se controla simultáneamente sutemperatura, humedad, limpieza y distribución para responder a las exigencias del espacioclimatizado.Se entiende por confort térmico la sensación de completo bienestar físico, desde un punto de

vista de equilibrio en el intercambio de calor. En un ambiente cerrado son cuatro los factoresambientales que intervienen directamente en el confort térmico: temperatura del aire, humedad,movimiento del aire y pureza del aire.

El control de la temperaturaLa temperatura del aire está directamente relacionada con el intercambio de calor entre doscuerpos, en este caso, entre el aire que rodea al individuo y su piel. Un adecuado control de latemperatura elimina el esfuerzo de acomodación, consiguiendo un mayor confort y bienestar físico. Movimiento y circulación del aireLas corrientes de aire intervienen directamente en la sensación térmica de las personas, de modoque cuanto mayor es la velocidad del aire, mayor capacidad de transmisión de calor tenemos yaumenta nuestra capacidad de sudoración. Control de la humedad

Una gran parte del calor del cuerpo humano se disipa a través de la evaporación por medio de lapiel (sudor). Si la humedad del ambiente supera determinados niveles no habrá sensación deconfort. Filtrado, limpieza y purificación del aire






La pureza del aire se consigue mediante la renovación del aire de la habitación y se controlamediante la eliminación de partículas contaminantes con filtros u otros dispositivos y/o medianteventilación.

Podemos entender como instalación de aire acondicionado aquella que es capaz de mantener conun cierto grado de automaticidad, sin ruidos molestos, a lo largo de todo el año y en todos losambientes acondicionados: las condiciones de temperatura y humedad relativa deseadas,asegurando, además, la pureza en el aire del ambiente y manteniendo simultáneamente lavelocidad del aire adecuada en las zonas ocupadas, para proporcionar un máximo de confort a losocupantes. El sistema de aire acondicionamiento debe ser capaz entonces de brindar:

1) Calefacción

2) HumectaciónCondiciones higrotérmicasadecuadas en invierno

3) Refrigeración

4) Deshumectación

Condiciones higrotérmicasadecuadas en verano

5) Filtrado

6) Circulación de aire

7) Ventilación

Condiciones de salubridaddurante todo el año

Calefacción: Calefaccionar un local implica aumentar su temperatura para conseguir mejorar lacondición de permanencia dentro del mismo.En invierno si se calienta el aire sin agregarle humedad, la humedad relativa disminuye,provocando el resecamiento de las mucosas de las vías respiratorias con las consiguientesmolestias fisiológicas.Humidificación: Luego de calentar el aire, si es necesario, se lo pasa a través de unhumidificador, ya que el aire más caliente tiene la propiedad de absorber más cantidad de agua.

Refrigeración: Refrigerar un local implica disminuir su temperatura para conseguir mejorar lacondición de permanencia dentro del mismo.En verano si no se procede a sacar humedad al aire, el porcentaje de humedad relativa aumentaen forma considerable, provocando una sensación de molestia y pesadez.Deshurnidificación: Luego de enfriar el aire, si es necesario, ya que siempre en la serpentinaenfriadora se produce condensación del vapor que contiene el aire que la atraviesa, por ende sudeshumidificación, se lo pasa a través de un deshumidificador.Filtrado: consiste en purificar el aire mediante filtros que permitan quitar las impurezas (polvo,humos, gases, impurezas o partículas en suspensión) en forma fisicoquímica para cumplir con unade las condiciones de aire saludable.Circulación del aire: Dentro del local es necesaria para evitar su estancamiento y que seproduzca el viciamiento del aire, además debe realizarse sin producir corrientes molestas zona depermanencia.

Ventilación: es la función más importante para la salubridad de los ocupantes del local.Como resultado del proceso respiratorio, se consume oxígeno y se exhala anhídrido carbónico,por lo que debe suministrarse aire nuevo en los locales para evitar que se produzca un viciamientoy olores en los mismos.En general se toma el aire exterior para renovar una parte del aire de la instalación, provocandouna renovación constante del aire circulante dentro de un lapso determinado de tiempo.

Un sistema de aire acondicionado podemos dividido en las siguientes partes:1. PLANTA TÉRMICA2. PLANTA DE TRATAMIENTO3. CANALIZACIONES

3-1) CAÑERÍAS DE MANDO3-2) CAÑERÍAS DE RETORNO

3-3) CONDUCTOS DE MANDO3-4) CONDUCTOS DE RETORNO3-5) CONDUCTO DE AIRE EXTERIOR

4. EQUIPOS TERMINALES






Partes de un sistema de aire acondicionado

1. Planta térmica: Es la encargada de suministrar el fluido calefactor cuando se requieracalefaccionar o el fluido refrigerante cuando se requiere enfriar, los ambiente acondicionados. Ciclo de calefacción: La planta térmica produce agua caliente, vapor a baja presión o aire

caliente, según el sistema que utilicemos según lo visto en tema calefacción. Ciclo de refrigeración: En aire acondicionado se puede utilizar la refrigeración mecánica o

refrigeración por absorción

Refrigeración mecánica

Esquema del ciclo de refrigeración mecánica

En este sistema se utiliza un compresor mecánico para elevar la presión de un fluido gaseosoespecial que funciona como refrigerante, confinado a un sistema cerrado herméticamente.El fluido comprimido se hace circular por un conducto serpenteante llamado condensador, dotadode aletas donde se enfría y condensa como líquido, al quedar por debajo de la temperatura decondensación según el diagrama de fases para esas condiciones de presión y temperatura.Una alta resistencia al flujo a la salida del condensador representado por el tubo capilar, frena ellibre flujo a través del sistema para permitir, que el compresor eleve la presión suficientemente,como para que se sobrepase la presión necesaria para que el refrigerante condense, atemperatura próxima a la ambiente.El refrigerante condensado circula como líquido por el conducto capilar y se vierte a otro conductotambién tortuoso, de mayor diámetro que el capilar, y con muy baja presión en su interior, debido ala succión del compresor, conocido como evaporador. Ante esas nuevas condiciones elrefrigerante se evapora rápidamente, se enfría notablemente, enfriando a su vez el evaporador.






Los vapores producidos en el evaporador, son succionados nuevamente por el compresor y elciclo se reinicia y mantiene de manera continua hasta alcanzar temperaturas muy bajas en el ladodel evaporador.Como fluidos refrigerantes se utilizan frecuentemente, el amoníaco, los freones (12 y 24), algunasmezclas de hidrocarburos y mezclas de hidrocarburos con freones. Los freones son compuestos

complejos de flúor y cloro.Refrigeración por absorciónEste método de refrigeración está reservado casi universalmente a grandes instalacionescomerciales. Fundamenta su uso en el hecho de que algunas sustancias conocidas comoabsorbedores, tienen gran avidez por absorber vapores de otras, conocidas como refrigerantes,generando la disminución de presión suficiente para la evaporación del refrigerante y elconsecuente enfriamiento.En la práctica se usan más comúnmente los sistemas: Agua-amoníaco, donde el agua es el absorbedor y el amoníaco el refrigerante. Bromuro de litio-agua, donde el bromuro de litio es el absorbedor y el refrigerante el agua

En el esquema se pueden identificar tres componentes básicos:

1. Condensador 2. Evaporador 3. Generador

Supongamos que para este sistema el absorbedor es agua y el refrigerante amoníaco.El agua casi pura que proviene del generador seinyecta en forma de llovizna dentro de la cámaradel evaporador, esta agua absorbe con granavidez los vapores de amoníaco que están dentrodel evaporador, la presión se reduce, generandovacío, y esto hace que en el lado izquierdo delevaporador donde está siendo inyectado elrefrigerante se produzca su evaporación con el

consecuente enfriamiento. Un conducto quetransporta agua colocado en esa zonaproporciona agua helada para ser utilizada comoelemento enfriador externo de uso múltiple.El agua con el amoníaco disuelto se acumula enel fondo del evaporador y es bombeada de nuevoal generador. Un calentador externo suministra suficiente calor al agua como para que seproduzca una suerte de destilación y se separe el amoníaco la forma de vapores, regenerándosede nuevo el agua casi pura para volverse a utilizar en el proceso.Los vapores de amoníaco generados en el generador de conducen al condensador, entran encontacto allí con un elemento frío representado por el conducto serpenteante y condensan denuevo a líquido, para ser inyectado de nuevo al evaporador.El conducto tortuoso representado del lado derecho por el que circula agua fresca sirve para

enfrían el absorbedor procedente del generador donde ha sido calentado para la separación delamoníaco.Obsérvese que el proceso se realiza de manera continua en un ciclo cerrado sin pérdidas deabsorbedor o refrigerante.

Sistema simplificado de refrigeración por absorción






2. Planta de tratamiento: Cumple las funciones de mezclado del aire (aire exterior y recirculado),

filtrado, calentamiento o enfriamiento, humectación, o deshumectación e impulsión.

La planta de tratamiento está conformada por: Cámara de mezcla, Panel de filtros, Serpentina

de calefacción, Humidificador (si es necesario), Serpentina de refrigeración,

Deshumidificador (si es necesario) y Ventilador de impulsión.3. Canalizaciones: Son las encargadas de transportar a través de un circuito de cañerías elfluido calefactor (agua caliente o vapor a baja presión) o refrigerante (agua fría o gasrefrigerante), desde la planta térmica hasta la planta de tratamiento.Además, son las encargadas de transportar, a través de conductos, el aire tratado desde laplanta de tratamiento hasta los equipos terminales, ubicados dentro del local, (aire de mando oaire de alimentación), el aire de recirculación desde el local hacia la planta de tratamiento (airede retorno) y el aire de ventilación o renovación desde el exterior hacia la planta detratamiento, (aire exterior).

4. Equipos terminales: Son los elementos (difusores, rejas, etc.) encargados de inyectar oextraer el aire de los locales.

SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO Y SUS APLICACIONESLa gama de aplicaciones destinadas al bienestar térmico abarca desde una vivienda unifamiliar hasta grandes complejos comerciales o industriales.Consideraciones para la elección del sistemaEl sistema debe integrarse dentro del edificio al cual sirve y satisfacer a la carga instantáneamáxima, siendo capaz también de trabajar en condiciones parciales.

El dictamen general debe considerar:1. Carga Térmica• Espacio o edificio: Objeto, situación, orientación y forma.• Condiciones externas: Temperatura, humedad, viento, fuentes de calor y sombras.• Carga Interna: Ocupantes, iluminación y otras fuentes de calor.• Capacidad para el almacenamiento de ganancias térmicas.

Cuando el Arquitecto se enfrenta con un edificio ya construido, poco se puede hacer paramodificar sus cerramientos y condiciones de aislación, para reducir la carga térmica y adaptarle unsistema de acondicionamiento adecuado. La tarea del proyectista será entonces adaptar lainstalación térmica a las posibilidades del edificio.En cambio si se trata de un edificio en etapa de proyecto, se dispone de mayor libertad paratrabajar en equipo con el arquitecto proyectista de la obra. Es fundamental que el edificio tengauna orientación adecuada en lo que respecta a la exposición solar y un, buen balance de cargasinternas.Habrá que tener en cuenta el espacio necesario para el equipo de acondicionamiento y de losconductos de distribución de aire. Aunque un sistema se haya establecido para afrontar unasituación particular, deberá tener siempre cierta flexibilidad en consideración a las cargas térmicasparciales.

2 – Espacio e integración estéticaAspectos físicos del espacio o edificio y, expectativas del cliente en cuanto al ambiente deseado.

3 – Respuesta al funcionamiento y necesidades de la instalación.

4 – Capacidad financiera del inversor y objeto de la inversión

IntegraciónCada espacio (local) o edificio presenta un problema particular que hay que resolver. No existeuna solución universal en la selección de un sistema, incluso después de haberse definido,evaluado las circunstancias físicas y establecido las necesidades en cuanto a calefacción yrefrigeración.Se debe llegar a la conclusión de que el equipo, los elementos de control y el edifico forman un

conjunto indivisible cuya acción debe coordinarse para conseguir el éxito de la instalación.Las distintas aplicaciones de los sistemas de acondicionamiento de aire destinados al bienestar humano pueden dividirse en dos grandes grupos en relación a la actividad que se va a desarrollar






Actividad únicaLa actividad única define un aporte de ganancia por las personas, y en el tiempo que se desarrollaesa actividad.Se incluyen pequeños locales como una habitación, o local comercial o grandes espacios comoser una iglesia, teatro, auditorio, etc.

Actividades múltiplesEl acondicionamiento de un edificio de varios niveles de oficina, o comerciales, hospitales, hoteles,tendrá una respuesta zonificada. A este grupo de instalaciones, cuyos ocupantes realizanfunciones distintas, pertenecen también aquellos edificios en los que están concentradas diversasactividades.La característica principal de estas instalaciones es la multiplicidad de zonas ambientales servidaspor un sistema de acondicionamiento de aire, preferentemente del tipo de central.Al aumentar el tamaño y el número de centrales dentro de un mismo sistema, los elementos deacondicionamiento se pueden agrupar en una o más plantas.

ZonificaciónLa necesidad de zonificación es la principal razón por la cual existen diferentes sistemas de

acondicionamiento de aire.La carga de calefacción o de enfriamiento varía en cada recinto, debido a cambios en lastemperaturas externas, la radiación solar, la ocupación y diversas causas. Con frecuencias estos,cambios se presentan de manera distinta en cada recinto.Si este es el caso, un sistema que cambie su suministro en respuesta a un cambio de carga en unrecinto satisfacer las necesidades de dicho recinto, pero no de Ios demás.Se pueden diseñar sistemas que varíen su suministro por separado para cada recinto o grupo derecintos (zonales). Esto debe tenerse en cuenta cuando proyectemos cada sistema.

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADOLos sistemas de aire acondicionado pueden clasificarse de la siguiente manera:

• Respecto a su uso:

a. Confort o bienestar b. IndustrialEn la asignatura se tratarán solamente las instalaciones de bienestar.

• Respecto a la ubicación de sus elementos:1) Sistema Individual2) Sistema Central 3-Sistema3) Sistema Mixto

La diferencia básica entre cada de los sistemas surge de la distinta ubicación de suscomponentes.

Esquema conceptual de un sistema individual

1) Planta térmica2) Planta de tratamiento3) Canalizaciones4) Equipos terminales

Todos los componentes de sistema se encuentranubicados en el mismo equipo

Esquema conceptual de un sistema central 1) Planta térmica2) Planta de tratamiento3) Canalizaciones: 3-3 Conductos de mando; 3-4 Conducto de

retorno

4) Equipos terminalesTodos los componentes de la planta térmica y de la planta de

tratamiento se ubican en la sala de máquinas, y el aire estransportado por conductos hacia los equipos terminales






Esquema conceptual de un sistema mixto1) Planta térmica2) Planta de tratamiento3) Canalizaciones: 3-3 Conductos de mando; 3-2 Conducto de

retorno

4) Equipos terminalesTodos los componentes de la planta térmica se ubican en lasala de máquinas, y el fluido térmico es transportado por

cañerías haciala planta de tratamiento la cual se encuentra ubicada

en un mismo equipo con los equipos terminales.

Existen variados sistemas de acondicionamiento de aire y formas en que se pueden utilizar ycombinar.Es necesario que el proyectista tenga en cuenta las capacidades y particularidades de cadasistema para logar una selección adecuada. Esta selección depende de condicionantes yaenunciados.

Existen varios criterios para clasificar los sistemas de aire acondicionado, algunos pueden ser:1. De acuerdo con su destinoSistemas para lograr bienestar: Son todos aquellos destinados al bienestar de las personas.Ejemplo: Viviendas, oficinas, locales comercies, salas de cine, de teatro, etc.Sistemas especiales: Son aquellos destinados a cumplir con características térmicasdeterminadas. Ejemplo: laboratorios, salas de cirugía, sala de infecciosos, o procesos deelaboración y almacenamiento de productos, procesos de elaboración industrial, imprentas, etc.

2. De acuerdo con su ciclo de utilizaciónAtendiendo a la ubicación geográfica y a la característica climática prevalente en la región.Ciclo integral verano - invierno: Son las de uso más frecuente en instalaciones centrales paraedificios de mediana y gran envergadura.

Ciclo de verano: Sólo refrigeración, de uso para medianos y pequeños ambientes.Ciclo de invierno: Sólo calefacción, de uso para medianos ambientes, frecuentemente preparadospara futuro ciclo integral.

3. Según el esquema de componentesEs la forma elegida para clasificar los sistemas, por la forma que se agrupan los componentes delciclo de refrigeración:Tomamos el Compresor, el Condensador y el Evaporador considerando sus distintas formas deagruparse para componer el sistema a partir de los dos grandes grupos: a) Expansión directa y b)Expansión indirecta.

a) Expansión directa:Diremos que un sistema es de expansión directa cuando el aire a tratar térmicamente, (enfriar o

calentar, según analicemos), está en contacto directo con la serpentina por la cual circula el gasrefrigerante o calefactor (agua caliente o vapor a baja presión). Es decir, el evaporador oserpentina de calefacción está dentro de la cámara de tratamiento.






Podemos clasificados de la siguiente manera:

Ventana o muro

Autocontenidos

Enfriados por aire

Enfriados por aguaIndividuales

Sistema separados (Split –system)

CentralesVolumen de aire constante (VAC) – “Todo aire”

Volumen de aire variable (VAV)

Mixtos Volumen de refrigeración variable (VRV)

b) Expansión indirecta:Diremos que un sistema es de expansión indirecta cuando el aire a tratar térmicamente, (enfriar ocalentar, según analicemos), está en contacto directo con la serpentina por donde circula el aguaenfriada o calentada en un intercambiador de calor.

Podemos clasificarlos de la siguiente manera:

MixtosVentilador – Serpentina (Fan-Coil) – “Todo agua”

Inducción – “Aire-Agua”

SISTEMAS INDIVIDUALESEstos equipos son también denominados como autocontenidos, semicentralizados o unidadesautónomas.Se los puede clasificar a su vez:1. Según el fluido que utiliza para enfriar el condensador: a) Equipo de condensación por aire y b)

Equipo de condensación por agua.2. Según su configuración: a) Equipo compacto y b) Equipo partido3. Según el tipo: a) Acondicionadores de ventana; b) Consolas; c) Equipos partidos y d) Equipos

portátiles.

1. Equipo individual de ventana o muroSe trata de la unidad compacta de uso más común para acondicionar pequeños espacios. Poseenla adaptabilidad a edificios ya construidos, son de fácil instalación, y pueden ser montados enventanas o muros.En función del número de unidades instaladas, estos acondicionadores sobrepasan a todos losdemás tipos de equipos unitarios.Proporcionan enfriamiento, deshumidificación, filtrado y ventilación, e incluso incorporancalefacción, a través de resistencias eléctricas o por inversión de ciclo (bomba de calor).

Su diseño satisface condiciones de bienestar dentro de un rango limitado, hay que tener en cuentaque el aire; impulsado tiene pequeño alcance, y su eficacia decrece cuando la profundidad dellocal es mayor a 5m.El acceso a las partes internas del equipo se realiza fácilmente ya que los componentes de la






unidad se montan sobre un chasis de chapa deslizable, que permite llegar a ellos sin necesidad dedesmontarlo del gabinete.Gracias a esto es posible realizar sin inconvenientes las reparaciones y un periódicomantenimiento.La temperatura, es seleccionada y mantenida en el local mediante un termostato de control

automático o, si se desea, su accionamiento puede ser manual o por control remoto.El enfriamiento del aire en el evaporador hace perder contenido de gramos de agua (humedad)provocando su condensación, que debe ser recogida por el equipo en una bandeja con desagote aun sistema sanitario.El aire al entrar al equipo, pasa a través de un filtro de poliuretano, lavable, cuya función más queeliminar las impurezas del local es proteger al equipo de suciedades; es de fácil retiro paraproceder a su limpieza periódica.El aire interior del local es circulado por un ventilador centrífugo tipo multipalas curvadas haciaadelante de funcionamiento silencioso y permanente. El aire exterior se puede regular manualmente en proporción a las necesidades.La salida de aire, no apta para utilizar con conductos permite ser direccionada por medio de susdeflectores móviles, colocados en el frente y generalmente de plástico.

Partes elementales del equipo individualA fin de disminuir el nivel de ruidos que produce el acondicionador (el compresor es la parteruidosa) y producir el condensado del refrigerante a través del aire exterior, se colocan del ladoexterior los siguientes componentes que en su conjunto se los denomina unidad condensadora:3. Compresor: El equipo motocompresor es por lo general tipo rotativo blindado, diseñado para

trabajo intensivo, con motor protegido con un protector térmico contra baja tensión dealimentación, trabado de rotor, recalentamiento por sobrecarga o fuga de refrigerante.

4. Batería de condensación: Por la cual se hace circular el aire exterior, que constituye el mediode enfriamiento del refrigerante en estado de vapor caliente comprimido, procediendo así a sucondensación. Es un sistema, de condensación por aire. Esta compuesto por aletas de aluminioo cobre y tubos de cobre electrolítico.

5. Motor-Ventilador: El aire exterior de enfriamiento es recirculado por un ventilador helicoidal quefunciona generalmente con el mismo motor del ventilador centrífugo del evaporador.

Del lado interior separados a través de un panel acústico, los siguientes componentes que en su






conjunto se los denomina unidad evaporadora:• Batería evaporadora: Donde se produce la evaporación del refrigerante líquido, absorbiendo

para ello el calor del aire interior del local. Está compuesto por aletas de aluminio o cobre ytubos de cobre electrolítico.

• Ventilador Centrífugo: Para que sea de funcionamiento silencioso el ventilador centrífugo es,

tipo multipalas, de doble entrada, estática y dinámicamente balanceado. Es el que impulsa elaire enfriado al ambiente, su alcance no es mayor a los 5 metros.• Sistema de expansión: El sistema es de expansión directa, ya que la expansión del

refrigerante la produce un capilar antes de la unidad evaporadora, que enfriará el aire a impulsar directamente al local. Puede ser de tubo capilar, de capilares múltiples o de válvula deexpansión.

Los componentes se montan sobre un gabinete de chapa de acero con tratamiento para evitar laoxidación, de fácil acceso a los componentes para hacer más sencilla la tarea de mantenimiento oreparación. Los frentes por lo general son de plástico, con rejas direccionales para facilitar yorientar la salida del aire.La temperatura es seleccionada y mantenida en el local mediante un termostato de controlautomático. El aire es filtrado por medio de un filtro de poliuretano lavable, cuya función es

proteger al equipo de suciedades, más que de eliminar las impurezas del local, es de ubicaciónsencilla y fácil retiro para proceder a su limpieza periódica.

Por lo general cuentan con una válvula inversora (bomba de calor), presostato de seguridad paraalta y baja presión, tablero eléctrico, filtro para refrigerante, etc. Se puede impulsar aire caliente allocal, produciendo el calor mediante baterías de resistencias eléctricas o bien mediante el propiociclo frigorífico. Este último método es el más aconsejable por su alto rendimiento y es el que seutiliza en los equipos que se denominan bomba de calor.

En la figura se muestra unacondicionador de ventanatradicional, funcionando encondiciones típicas de verano.

El aire del local a acondicionar,supuesto a 25 °C, es aspirado por elventilador del evaporador, enfriadoy deshumidificado en éste, yfinalmente impulsado al local, aunos 15 °C aproximadamente.

Por la parte opuesta del equipo, esdecir la situada en el exterior,circula el aire de condensación.Este aire se toma del exterior (por ejemplo a 32 °C), se calienta a su

paso por el condensador y finalmente se expulsa a una temperatura más alta (por ejemplo a 45°C).

El aire del local a acondicionar, supuesto a 25 °C, es aspirado por el ventilador del evaporador,enfriado y deshumidificado en éste, y finalmente impulsado al local, a unos 15 °Caproximadamente.

Por la parte opuesta del equipo, es decir la situada en el exterior, circula el aire de condensación.Este aire se toma del exterior (por ejemplo a 32 °C), se calienta a su paso por el condensador yfinalmente se expulsa a una temperatura más alta (por ejemplo a 45 °C).En otras palabras, el enfriamiento del aire del local se hace a costa del calentamiento del aireexterior. Dicho de otro modo, el calor que se extrae del local, que equivale al frío producido, setransfiere al ambiente exterior.






• Eficiencia de los equipos con Bomba de Calor La ventaja fundamental de la bomba de calor consiste en que es capaz de

suministrar más energía de la que consume. Esta aparente contradicción conuno de los principios más sólidos de la termodinámica, se explica por el hechode que el equipo recupera energía "gratuita" del ambiente exterior.Por ejemplo, una bomba de calor puede proporcionar a un local 2,5 kWhabsorbiendo de la red tan solo 1 kWh. Los restantes 1,5 kWh se obtienengratuitamente del aire exterior.

La figura representa un diagrama de bloques que ilustra la eficiencia, o enotras palabras el rendimiento, de una bomba de calor. Las cifras indicadas enla figura son:• Energía total entregada por el condensador al local (2,5 kWh)• Energía "no gratuita" tomada de la red eléctrica por el compresor (1 kWh)• Energía "gratuita" tomada del aire exterior por el evaporador (1,5 kWh)

La eficiencia de esta bomba de calor vendría expresada por el cociente entre la energía entregadaal local (efecto útil) y la energía absorbida de la red eléctrica, es decir:

Eficiencia = 2,5

En consecuencia, la bomba de calor es potencialmente de gran interés para el usuario, dado queéste paga por una cantidad de energía menor que la aportada por el equipo para calentar el local.Puede deducirse la conveniencia de utilizar equipos acondicionadores con bomba de calor, parasu funcionamiento tanto en verano como en invierno. Además, un equipo con bomba de calor sólosupone, aproximadamente, un 20% de incremento, frente a la inversión necesaria para unacondicionador convencional exclusivamente para el verano.Siguiendo el esquema del gráfico anterior, se desarrollaran los esquemas de refrigeración ycalefacción en un equipo individual

Refrigeración en verano






Calefacción en invierno






• Instalación de equipos individuales de ventana o muroLa colocación de estos equipos debe pensarse en alturas mayores a 1,50 m para una correctadistribución del aire en el ambiente y evitar molestas corrientes de aire frío en personas sentadas oen reposo. El nivel de ruido es uno de los principales problemas de estos equipos, cuyo nivel deinsonoridad tiene que ver con la calidad de los equipos.

Tipo Muro• A través de la pared. Producto de un solo cuerpo con instalación en la pared.

Sólo frío, frío/calor (calefactor eléctrico, bomba de calor)






Tipo Ventana• Producto de una sola pieza con instalación en ventana. Sólo frío, frío/calor

(calefactor eléctrico, bomba de calor)

Para la ubicación del equipo se debe seleccione la mejor ubicación. Instale la unidad en un lugar que cuente con la suficiente fuerza para soportar la unidad de una manera segura.Para una máxima eficiencia, instale el aire acondicionado a un lado de la casa o edificio lo cual lefavorece con mas sombra que la luz directa del solProporcione la tolerancia suficiente o espacio en la entrada y salida del aire para que el flujo delaire no se obstruya, siguiendo las figuras que dan los requerimientos de los detalles.Solamente personal de servicio calificado y entrenado deberá de instalar, repara o efectuar servicio al equipo de aire acondicionado. Los usuarios no deberán instalar los airesacondicionados por si solos.

ModeloMedidas(mm) Menos de 9000 Btu/h Mas de 10000 Btu/h

A 400 400 B 500 500 C 170 210 D 50 60






2. Equipo individual tipo separado o split-systems Son equipos unitarios de descarga directa. Se diferencian de los compactos en que la unidadformada por el compresor y el condensador va al exterior, mientras que la unidad evaporadora seinstala en el interior. Ambas unidades se conectan mediante las líneas de refrigerante.El equipo esta compuesto por dos partes separadas 4 ó 5 metros como máximo, según sea el

fabricante, estando unidas por las cañerías del refrigerante que debe estar perfectamente aislada.

La unidad evaporadora se ubica en el interior, se compone de los siguientes elementos:• Batería evaporadora: De expansión directa. Está compuesta por aletas de aluminio o cobre y

tubos de cobre electrolítico.• Motor - Ventilador Centrífugo: El ventilador es centrífugo, tipo multipalas, de doble entrada,

estática y dinámicamente balanceado. Es el que impulsa el aire enfriado al ambiente, sualcance no es mayor a los 5 metros. Con motor propio.

• Sistema de expansión: El sistema es de expansión directa, ya que la expansión delrefrigerante la produce un capilar antes de la unidad evaporadora, que enfriará el aire a impulsar directamente al local. Puede ser de tubo capilar, de capilares múltiples o de válvula deexpansión.

•

Bandeja de recogida de condensado: Recoge el condensado de la unidad evaporadora.• Filtro de aire: Para mantener limpia la unidad.• Mandos selectores: Hoy por lo general viene con control de mando a distancia.• Termostato: Para mantener constante la temperatura interior.La unidad evaporadora puede llegar a contener el compresor.

La unidad condensadora se ubica en el exterior, se compone de los siguientes elementos:• Compresor: El equipo motocompresor es por lo general tipo rotativo blindado.• Batería de condensación: Es un sistema de condensación por aire, se hace circular el aire

exterior, que constituye el medio de enfriamiento del refrigerante en estado de vapor calientecomprimido, procediendo así a su condensación. Está compuesto por aletas de aluminio ocobre y tubos de cobre electrolítico.

• Ventilador axial: El aire exterior de enfriamiento es recirculado por un ventilador helicoidal que

funciona generalmente con motor propio.

Otros modelos de split son.• Split techo / suelo

Unidad exterior Modelo de unidad interior

Unidad Interior (Evaporadora)

Unidad Exterior (Condensadora)






• Split cassette


• Split conducto baja silueta


• Multisplit de pared Estos equipos comercialmente se presenta con 2 x 1, 3 x 1 y 4 x 1 (Unidades interiores y unidadexterior)


• Multisplit RMV (caudal variable de refrigeración)Este sistema permite conectar hasta cinco unidadesinteriores (SMI 75) o seis (SMI 125), con una distancia

máxima entre el equipo exterior y los interiores de hasta 50 metros.


http://slidepdf.com/reader/full/c3-unidad-3-instalaciones-termomecanicas-2011 100/




Modelo SMI 75

Modelo SMI 125

• Split tipo TorreEs ideal para ser utilizado en áreas comerciales u oficinas.

• Equipos portatiles Es un equipo unitario, compacto o partido, de descarga directa y transportable de una habitación aotra. Sólo requiere, para su instalación, una sencilla abertura en el marco o el cristal de la ventanao balcón.Resuelve de forma adecuada las necesidades mínimas de acondicionamiento en habitaciones deviviendas y en pequeños locales.

Equipos portátiles para diferentes necesidades






• Unidad condensadora multiambientePuede utilizarse una única unidad condensadora exterior, es el complemento ideal para el armado

de sistema separado de 35KW (10 Ton) Con una línea refinada y unformato pequeño se adecua a cualquier espacio exterior lindante alacasa, ya sea una azotea, un balcón, etc. La unidad exterior no puede

estar a más de 10 metros de la última unidad interior.

Unidad externa condensadora

3. Equipos autocontenidos compactos Son equipos individuales de 3 a 50 toneladas de refrigeración.Presentan el aspecto similar al de un armario, dentro del cual seencuentran los componentes requeridos para tel tratamiento del aire, elsistema de enfriamiento del refrigerante; el condensador y compresor pueden estar ubicados en otra unidad.Con equipos de estas características es posible acondicionar diferentestipos de locales comerciales, viviendas, oficinas, restaurantes, etc.

Su unidad interior es silenciosa y puede instalarse en lo alto de un ambiente, desde donde a travésde un tendido de conductos distribuye el aire de manera optima. Se utilizan habitualmente encentros comerciales, supermercados, grandes comercios y salones de fiestas. La condensación del refrigerante se puede efectuar por aire o agua.

• Equipos acondicionadores autocontenidos con condensación por aireSon aptos para colocarse en el interior del local.Requiere de la entrada y salida de aire exterior para producir la condensación del refrigerante, elque es impulsado por un ventilador centrífugo, lo cual condiciona su ubicación. Por lo tanto para sumontaje debemos proyectar, alimentación y retorno del aire al local a acondicionar, salida y

entrada del aire exterior al condensador.Se lo utiliza cuando está limitado el espacio para ubicar la torre de enfriamiento o la utilización deagua para el enfriamiento.A efectos de dar solución a la mayoría de los problemas que se pueden presenta se handesarrollado diferentes sistemas de unidades exteriores:• Con ventilador axial y descarga horizontal o vertical.• Con ventilador centrífugo horizontal de baja altura.• Con ventilador centrífugo vertical.

Equipo autocontenido – Condensación por aire

• Equipos acondicionadores autocontenidos con condensación por aguaSon similares a los indicados precedentemente, pero la condensación se produce mediante lautilización de agua de una torre de enfriamiento.






Se instalan normalmente con conductos, pero puede utilizarse plenos de distribución. Son equiposde buen rendimiento, teniendo como inconveniente el mantenimiento mayor que requiere elsistema de enfriamiento

Equipo autocontenido – Condensación por agua• Acondicionadores exteriores o de cubierta Roof-Top enfriados por aireEl sistema Rooftop significa en ingles "Sobre el Techo", aunque también se lo puede colocar sobreel suelo.

Es un equipo que consta de una unidad condensadora y evaporadora para Aire Acondicionadocompleta contenida en un mismo gabinete que se ubica en un techo o en lugar separado delambiente que se quiere acondicionar a través de conductos.






Características técnicas – Modelo York

• Sistema IndividualesVentajas:Bajo costo de instalación, los equipos son de fabricación estándar (prefabricados). . Norequieren grandes espacios para la sala de máquinas, ni instalaciones especiales. . Buenadistribución del aire y satisfacción de los requisitos térmicos para los equipos autocontenidos,(en caso de utilización de conductos de alimentación y retorno).Posibilidad de zonificación e independización de distintos sectores o plantas del edificio.

DesventajasCapacidades frigoríficas y caudales de aire limitadas, especialmente en los eqUIpos ventana y

separadas.Alcance reducido en los equipos del tipo ventana y separados y en los autocontenidos cuando

se los utiliza sin conductos (aproximadamente 5 metros).Duración limitada, dada su fabricación en serie.Alto costo operativo, en especial en los equipos tipo ventana.Alto costo de mantenimiento, en razón de la cantidad necesaria de equipos a instalar.Poca satisfacción de los requisitos térmicos necesarios.Para el caso de equipos autocontenidos y de capacidad frigorífica relativamente importante serequiere la instalación de una planta térmica para el ciclo invierno.Limitación en los porcentajes de aire exterior a utilizar.

SISTEMAS CENTRALESSon sistemas de climatización que se los conoce como todo aire, ya que el aire es tratado en unlugar del edificio e impulsado a los locales a través de una red de conductos.El conjunto de elementos y equipos que constituyen la planta térmica y la planta de tratamiento se

encuentran ubicados en la sala de máquinas, y los conductos de impulsión y de recirculación deaire acondicionado confluyen al acondicionador o planta de tratamiento.Es central el sistema aún si dividiéramos el acondicionamiento total del edificio en dos o tresequipos, siempre que éstos actúen como unidad central para la distribución del aire a varios pisos






en el sentido vertical o a muchos locales en horizontal.

Los elementos básicos componentes de un sistema central son:1. Planta de calefacción: En la cual se genera el fluido calefactor, vapor o agua caliente, que

circulará en la serpentina para el ciclo de invierno. La componen la caldera, el quemador de

combustible, el tanque depósito de combustible, los equipos de alimentación y retorno decondensado, de circulación de agua caliente, etc., los equipos accesorios de control yseguridad, etc.

2. Planta frigorífica: Donde se trata el fluido refrigerante que luego circulará en losintercambiadores para el acondicionamiento en el ciclo de verano. Los equipos que componenesta planta son: la máquina frigorífica (compresor alternativo, compresor centrífugo, compresor a tornillo o máquina de absorción), el condensador (multibular con la correspondiente torre deenfriamiento o evaporativo), el refrigerante y los equipos accesorios, como ser de bombacentrífuga, controles de seguridad y protección, etc.

3. Planta acondicionadora o equipo acondicionador: Donde se realiza el tratamiento del aire,(filtrado, calentamiento o refrigeración, humidificación o deshumidificación), mediante lacirculación forzada de los fluidos calientes o fríos que provienen de la planta térmica.

4. El sistema de distribución del aire con sus conductos, y equipos terminales (rejas, difusores,

etc.).Como se ha dicho al principio los tres primeros elementos se ubican generalmente en un soloambiente en la sala de máquinas y los conductos que se distribuyen por el edificio estánÍntimamente vinculados al equipo de acondicionamiento central.

Sistema central VAC (Volumen de Aire Constante) – Todo AirePor lo tanto el sistema conviene en la medida que las dimensiones de la sala de máquinas y las delos conductos en su recorrido a través de los ambientes del edificio se mantengan dentro delímites económicamente razonables y puedan ser ubicados en forma correcta respecto a lasdemás estructuras. Desde el punto de vista de manutención el sistema central tiene muchasventajas porque su control y regulación se concentra en un solo punto con lo cual se simplifica latarea del personal encargado y se reduce el número del mismo.Resumiendo y en línea de máxima, los equipos centrales pueden aconsejarse para edificios con

plantas, bastantes extensas y con una elevación de no más de 10 a 12 pisos.

• Sistema central de volumen constante de aire - V AC - Todo aireEs el sistema convencional de acondicionamiento central, generalmente de un solo conducto de






inyección de aire con salidas estándar de distribución y control directo de las condiciones del local.Se aplica dentro de áreas destinadas a usos constantes de los requisitos de confort, temperatura yhumedad principalmente.

La regulación de la temperatura ambiente (enfriamiento) puede ser efectuada por medio de un

termostato ambiente (o situado sobre el aire de recirculación) que actúa:a) Sobre el fluido que llega a la batería de enfriamiento.b) Sobre un by-pass de la batería de enfriamiento.c) Sobre la batería de postcalentamiento.

• Sistema central de volumen variable de aire - V A V - Todo aire.Es sistema VAV "Volume air variable" es un sistema todo aire que pretende regular lascondiciones térmicas del local modificando o variando el caudal de aire frío que se introduce, sinmodificar la temperatura del mismo. Si la carga térmica disminuye el VAV suministra menos caudalde aire tratado siempre a la misma temperatura. Para conseguido se emplean compuertas que seregulan automáticamente en función de la temperatura del local controlada mediante untermostato.

Sistema Central de Volumen Variable de aire (VAV) – Todo aire






• Sistema volumen y temperatura variable – Marca ElectraEl modelo Smart VAV de la marca Electra es un sistema inteligente de volumen de aire variableque controla la temperatura de los ambientes, permite el gerenciamiento del aire acondicionadopor un equipo central, par enviarlos a los distintos ambientes según lo mismos lo demanden.Es ideal para zonificar las necesidades y demandas diurnas y nocturnas de la instalación,

optimizando y reduciendo el consumo.Presenta una adaptación y optimización del equipo de aire acondicionado (de acuerdo con lasimultaneidad de cargas de la instalación), lo que genera un nivel de confort adecuado a cadausuario asegurando así la temperatura deseada en cada ambiente, permitiendo controlar en formaindependiente hasta cuatro (4) zonas simultáneamente.El funcionamiento básicamente esta compuesto por una compuerta motorizada instalada en elinterior del conducto de impulsión a la habitación a controlar, que regula el caudal de airenecesario en esa dependencia en función de la temperatura seleccionada en el termostatoindividual instalado en cada habitación. Se le puede agregar un dámper de by-pass de 10” o de12” de diámetro o bien dejar una salida libre sin regular, con un paso del 30% del total del volumendel aire del equipo.

Ejemplo de zonificación con un sistema VAV

Componentes y partes del sistema Distribución del aire a cada ambiente






• Sistema de Volumen de Refrigeración Variable – VRV A pesar que en el mercado Argentino se instala hace pocos años, lleva 20 años en el mundo,desde su creación en la industria Japonesa, éste sistema de aire acondicionado del tipoInteligente, se encuentra en un crecimiento notorio a partir de este último año, debido en parte a lagran promoción que están haciendo los proveedores de estos equipos.

En instalaciones que requieren del orden de 150 toneladas de refrigeración, se puede visualizar lacompetitividad entre los sistemas convencionales y sistemas VRV. Las capacidades de lasunidades condensadoras ofrecidas oscilan por lo general en módulos de entre 5 y 30 TR.

Unidad condensadora

Se trata de un sistema que entrega calefacción y/o refrigeración a diferentes zonas, cuyoscomponentes son una unidad externa que se conecta a través de tuberías de cobre paratransportar refrigerante a las unidades internas cuyos diseños son variados de acuerdo a lasdistintas arquitecturas que se encuentren al interior del recinto.Esto permite tener una cierta flexibilidad, ya que según la capacidad del equipo VRV se puedequitar o agregar unidades interiores de varios tipos, como de muro, casettes, etc., y además elahorro de espacio dado que no se necesitan ductos.Con esta disposición, cada unidad interior es controlada con su control individual o se puedencontrolar todas a través de un sistema de control centralizado para llegar al nivel de confortdeseado, de acuerdo a la orientación geográfica y características de cada zona.






Quedando claro hasta ahora la principal característica, es relevante mencionar otras cualidadesque son importantes tener presente al momento de considerar la instalación de un sistema VRV:• La distribución de frío

dentro del recinto se

hace a través de cañería, las cuales ocupanconsiderablemente menosespacios que ladistribución por ductos.

• Funciona con distanciashasta aproximadamente100m y desniveles de 50m, entre la unidadcondensadora y launidad evporadora máslejana.

• Este tipo de sistema, en

todas las marcas que lodistribuyen, cuentan conuna variada gama demodelos de unidadesinteriores, paraadecuarse a la necesidad,espacio y estética de cada recinto.

• El espacio a utilizar por las unidades condensadoras es inferior al estándar de lossistemas, ya que cada una de ellas es capaz de trabajar con un gran número de unidadesinteriores, eliminándose la necesidad de utilizar una unidad condensadora por cada unidadevaporadora o interior. Esto lo hace ideal para edificaciones existentes con poca disponibilidadde espacio.

Si bien su instalación se aprecia sencilla, ésta requiere en el proceso de montaje respetar lasnormas de fabricante, utilizar los accesorios de cañerías de interconexión de fábrica, puesto que elbalance de flujos de refrigerante es primordial para un buen funcionamiento. El personal querealice la instalación debe ser calificado puesto que los equipos son de alto desarrollo tecnológico,con el fin de no comprometer la garantía de los equipos. Por las características que lo diferenciande los sistemas ya existentes, que nos permiten otro enfoque y soluciones a la climatización, secree que el VRV tiene grandes posibilidades de masificación en el mercado.

Este sistema tambiénes conocido en elmercado como“Equipo múltiple

zona” que seadaptan a cualquier necesidad, desdepequeñas oficinas agrandes superficies(hoteles, grandesalmacenes, edificiosde oficinas...),ofrecen la máximaeficiencia y cubrenlas necesidades decualquier instalación,ya sean instalaciones

parcializadas ocentralizadas.Disponibles inicialmente en bomba da calor y refrigeración, VRVIII incorpora todas las mejorescaracterísticas de los sistemas VRV.






Estos sistemas representan las únicas aplicaciones a proyectos capitales que operangenuinamente en el principio deexpansión directa. Los sistemasVRV proporcionan una únicaunidad externa para operar con

más de 30 unidades internas,las cuales pueden ser controladas individualmente.La mayor diferencia entre VRVy las aplicaciones con equiposSplit convencional es que coneste último caso, cada unidadinterna debe estar conectadadirectamente a la unidadexterna.Los últimos sistemas VRV, unenunidades tanto internas comoexternas, casi de la misma

forma como los computadoresestán conectados a una red.En un sistema VRV , el calor absorbido de un cuarto es directamente vaciado al aire exterior sin la intervención de ningún otromedio.El sistema es por lo tanto, el de mayor eficiencia para aplicaciones de proyecto capital hoy por hoy. El dibujo muestra claramente, el impacto hecho por un Sistema VRV en un edificio típico.

Los sistemas VRV están disponibles en tres tipos, enfriamiento solamente, bomba de calor, yrecuperación de calor. El enfriamiento solamente, es usado para enfriar, mientras la bomba decalor puede enfriar o calentar, eso si no al mismo tiempo.El sistema de recuperación de calor VRV sin embargo, puede enfriar y calentar simultáneamente yson por lo tanto, los más flexibles, económicos y eficientes sistemas comerciales de aire

acondicionado en el mercado actual.Los sistemas VRV también pueden ser integrados con la ventilación, permitiendo a todo el sistemaoperar en perfecto balance. También, ya que los sistemas VRV son basados electrónicamente, laopción de arreglos de controles es ilimitada. Los más respetados productores pueden ofrecer unmonitoreo del aire acondicionado y el sistema de manejo puede interactuar con otros sistemas demanejo en diferentes edificios.

Modelo VRV Marca BGH






5. Sistemas de Expansión Indirecta – Sistemas MixtosSistema de tipo centralA partir de máquinas enfriadoras por comprensión o absorción, se pueden distinguir tres tipos:• Máquina enfriadora por compresión, condensación por aire.• Máquina enfriadora por compresión, condensación por agua.

• Máquina enfriadora por absorción.

Estas máquinas nos suministran agua a 5ºC aproximadamente y bombas impulsoras la envían aequipos terminales, de dos tipos:Todo aire por cabina central o a equipos sin conductos individuales, o zonales con conductos

Máquina enfriadora por compresión, Máquina enfriadora por compresión,condensación por aire condensación por agua

Máquina enfriadora por absorción.

Los sistemas mixtos consisten en una planta térmica central que prepara el agua fría o caliente yen unidades individuales ubicadas en los ambientes a acondicionar, a los cuales llega el agua ydonde el aire es tratado y distribuido, consiguiéndose así la supresión de los conductos de

distribución del aire desde el equipo acondicionador central hasta los locales a acondicionar.Este sistema se utiliza en edificios, de desarrollo preponderantemente vertical, generalmente degran altura, ya que de utilizarse un sistema central los conductos de mando y retorno resultaríande dimensiones excesivas, para la superficie cubierta (los conductos verticales manejan grandescaudales de aire a baja velocidad).

Este sistema puede ser:1. Sistema todo agua - Ventilador - Serpentina (Fan - Coil).2. Inducción - Sistema agua aire.

• Sistemas "Todo Agua" Fan-Coil individualesLos sistemas "todo agua" constan de equipos enfriadores o calentadores de agua centralizados enel edificio, desde donde se la distribuye fría o caliente, según la estación del año, mediante

cañerías y bombas, a equipos terminales en los locales, denominados fan-coil.






La unidad se compone básicamente de una sección ventiladora (fan) y una serpentina con aletas(coil), de allí el nombre con que se la designa. El ventilador origina la circulación del aire del local,haciéndolo atravesar la serpentina que es alimentada con agua fría o caliente.

La distribución del aire en el local se efectúa directamente sin utilización de conductos,

precisamente, por estas características se denomina a estos sistemas "todo agua". El aire del locales mezclado con cierta parte de aire exterior en el pleno inferior del equipo, para satisfacer lasnecesidades de ventilación del recinto. Este aire mezclado, previo paso por la serpentina esfiltrado, para mantener en el local un ínfimo tenor de polvo y, a la vez, para evitar suciedades en elventilador y en la serpentina.

Cada unidad se provee con su gabinete, que contiene todos los elementos indicados,distribuyendo el aire mediante una reja horizontal o frontal.

Los aparatos se ubican, sobre una pared exterior, bajo una ventana. El fan-coil, puede ser de tirovertical, u horizontal, permitiendo este último colocado en losentretechos o cielorrasos armados.Las dimensiones de los gabinetes de los fan-coil de tiro vertical son aproximadamente de 30 cm.

de profundidad, 60 cm. de altura, variando su largo de 70 a 140 cm. De acuerdo a su capacidadfrigorífica.






Requieren una manutención onerosa debido a la multiplicidad de partes móviles (motores); elvolumen de aire exterior es aspirado generalmente en forma directa del exterior, lo que exige uncuidadoso proyecto de la toma de aire y de la persiana de regulación, para evitar la entrada de airea presión (viento), de agua (lluvia) o efectos de tiraje inverso generado por las corrientesascendentes paralelas al paramento exterior del edificio (efecto chimenea) que puede prevalecer

sobre la presión positiva generada por los ventiladores centrífugos del aparato.En cambio su ubicación es muy flexible ya que están conectados únicamente sobre las redes decirculación de agua y de electricidad, que fácilmente permiten desplazamientos.

Dentro de ciertos límites el usuario puede controlar el grado de confort, actuando sobre lavelocidad de los ventiladores y el caudal de agua, debemos tener en cuenta que su alcance noexcede de 5 a 6 m, para mayores profundidades de tratamiento se los puede combinar con unsistema central, es decir el corazón del edificio (zona de circulación generalmente), debido a queno está expuesto a la radiación solar ni a las pérdidas por transmisión del exterior, exige mínimocaudal.

Sistema fan-coil de cañería simple






Las unidades Fan Coils son ideales para edificios con muchas habitaciones principalmenteedificios de oficinas, es preciso considerar la aplicación de fan coils., ya que esta manera puederealizarse una instalación central por agua frío y/o caliente, pero con la posibilidad de seleccionar agusto los ambientes a climatizar.

Equipo fain-coil

La economía del ejercicio de explotación es notoria, si se tiene en cuenta que las máquinasfrigoríficas que enfrían y/o calientan agua son capaces de producir, en todo momento, solamentela potencia frigorífica que la instalación requiere.

En general, la tendencia en hoteles, hospitales, y entodo tipo de aplicaciones en que algunas de lashabitaciones pueden estar total o parcialmentedesocupadas, considerando el punto de vistaeconómico de explotación, es recurrir a los fan-coils.La instalación de fan-coils, cuando no se usa unared de aire exterior pre-tratado, tiene la ventaja deun diseño simple y una explotación muy económica.Los fan-coils pueden ser instalados tipo piso o techo,según se necesite en el ambiente. Las capacidadesen la que se pueden conseguir estos fan-coilsoscilan entre las 1990 y 9250 frigorías/hora y 4045 a19160 calorías/hora.

Detalle del interior de un fan-coil

De manera standard el fan coil viene previsto con un regulador manual de velocidad del ventilador,aunque pueden agregársele controles de ambiente o inalámbricos.






• Sistemas "Agua Aire" - InducciónEn este caso se reemplaza el motor eléctrico de accionamiento de los ventiladores, por undeterminado volumen de aire que es impulsado a alta velocidad a una cámara a través de tobera smúltiples a alta presión yvelocidad, lo que provoca

una inducción direccional, osea, una zona de depresióndebajo de la misma queinduce el aire del ambientehacia la cámara, donde,previo paso por unaserpentina, se mezcla con elaire impulsor o aire primarioy entra nuevamente en elambiente. Este aire decirculación se llama airesecundario.

El aire primario es latotalidad del aire exterior necesario para la adecuada renovación y para el efecto de inducción, su caudal esaproximadamente del 20 al 25 % del total circulado por cada unidad. Este aire primario exterior debe ser tratado en un acondicionador central ubicado en la sala de máquinas, donde se filtra y selo acondiciona en lo que hace a temperatura y humedad.

Para evitar el inconveniente de la gran dimensión de los conductos del sistema central, desde launidad de tratamiento solamente el aire exterior pretratado es impulsado a alta velocidad (1000 a1500 m/min.) y a alta presión (125 a 150 mmca.), lo que permite una notable reducción de lasdimensiones de los conductos y se obtiene la fuerza de impulsión necesaria para inducir al airesecundario en cada gabinete.

En cada gabinete individual elaire recibe un tratamientocomplementario mediante unabatería que trabaja con aguafría o caliente según la épocadel año.

El control de cada unidadpuede ser manual oautomático, se basa en laregulación de los caudales deagua y aire que llegan a las

distintas unidades. Sualcance no excede de 5 a 6m,para mayores profundidadesde tratamiento se los puedecombinar, como en el casoanterior, con unsistema central.Con respecto al caso anterior se simplifica su manutenciónpor ausencia de partesmóviles. La calidad del aireexterior tanto en caudal comoen tratamiento térmico es

permanentemente y controlada en forma central. Exigiendo mayor espacio que el anterior para elpaso del conducto para el aire en forma vertical como su distribución perimetral. La eficiencia delfiltrado se ve reducida, para mejorarla se debe aumentar la velocidad de inducción, con lo queaumenta rápidamente el nivel de ruidos generándose zumbidos molestos.






El sistema de cañería, tanto para el sistema de inducción o el ventilador serpentina puedenclasificarse:

a. Sistema de cañería simple (dos cañerías): en los que cada unidad recibe una entrada deagua fría o caliente, según la estación del año, y termina en una cañería de retorno.

b. Sistema de varias cañerías: en los que cada unidad tiene una doble entrada de agua (caliente yfría) y una cañería de retorno (tres cañerías) o dos cañerías de retorno (cuatro cañerías).

El sistema de varias cañerías no necesita de control de cambio para invierno o verano. Lascantidades de agua para la carga de calefacción pueden reducirse al mínimo.

El sistema de cuatro cañerías separa el circuito de agua fría y caliente, reduciendo al mínimo losproblemas hidráulicos. La disponibilidad de agua fría y caliente evita las quejas de los usuarios enlas estaciones intermedias.

• Todo aire por cabina central Cuando la unidad de tratamiento de aire esta alejada del espacio que se acondiciona y montadaen forma de central , lo único que llega al espacio acondicionado es el aire, que circula por un

sistema de conductos, recibe el nombre deSistema Todo Aire: La limitación del sistema, está en función de las dimensiones de la Sala deMáquinas y los Conductos para cada local

• Sistema de unidades compactas con conductos - FAN COIL CENTRALES

Son unidades de tratamiento de aire, fabricados en serie, especialmente diseñadas para distribuir el aire mediante conductos.Se los suele designar a estos equipos con el nombre de fan-coil con conductos o fan-coilcentrales.






Pueden ser de tipo mueble vertical o los de tipo horizontal.Cabe aclarar que si esta unidad de tratamiento se utiliza "centralizada" en conjunto con laplanta térmica, se los denomina de "todo aire" porque la red de cañerías de agua es muy pequeña.

La utilización de los condensadores enfriados por aire, juntamente con la aplicación de los fan-coil,

tanto individuales como centrales, ha llevado a la fabricación de unidades compactas enfriador asde agua con condensación a aire incorporado, aptas para la colocación al exterior.

Con la aplicación de este elemento, que puede colocarse en algún lugar al aire libre, por ejemplola azotea, se logra prácticamente la eliminación de la sala de máquinas y, además, permite unaflexibilidad en el diseño de las instalaciones de aire acondicionado.

Nota:Instalación de fan-coil individuales con provisión de aire nuevo a través de una unidad detratamiento central: Podría efectuarse la entrada de aire nuevo a los locales acondicionados,mediante una unidad de tratamiento de aire central.

Este sistema es muy recomendable porque elimina la entrada de aire individual en cada fan-coil,

evitando los problemas de aberturas en las fachadas de los edificios, así como la entradadescontrolada de aire exterior por efecto de los vientos fuertes, aún cuando el ventilador seencuentre detenido.

De esa forma, se conecta la toma de aire de la unidad de tratamiento a los locales mediante unramal de conductos que puede ser de baja velocidad, pero de dimensiones pequeñas, porque sóloconduce el caudal de aire exterior.

Pudiendo filtrar correctamente el aire, recibe además un pretratamiento térmico, permitiendotambién una humidificación en la época invernal especialmente.

Una de las premisas fundamentales en los proyectos modernos es reducir al mínimo la sección delos conductos, de allí ha surgido la posibilidad de emplear conductos que transporten aire a altas

velocidades.

De modo que aumentando la velocidad de transporte de aire se reduce proporcionalmente lasección de los conductos.

Sin embargo, esto trae aparejado el aumento considerablemente la presión, estando constituidoscirculares de distribución del aire.

Para distribuir el aire en los ambientes es necesario disminuir sensiblemente la velocidad,empleándose para ello un elemento importante de estas instalaciones, como son las cajasmezcladoras. '

A estas cajas llegan los conductos de alta velocidad (puede ser uno de aire frío y otro de aire

caliente) donde éste reduce la velocidad y se mezcla en proporciones adecuadas mediante undispositivo comandado por un control termostático de ambiente. Desde ellas, se derivan losconductos que van a los difusores de aire ambiente.

En estos sistemas, debido a la alta velocidad del aire se produce un ruido característico, molesto yfuerte que es necesario eliminar. Para ello, las cajas mezcladoras cuentan con revestimientosacústicos, agregándose además, amortiguadores de sonido en los conductos.

Debe preverse en estas instalaciones, además, la forma de retomar el aire a los equipos detratamiento, pudiéndose adoptar conductos a-baja velocidad. En general, se utilizan ventiladoresindependientes de los de alimentación.

Existen cajas completas con amortiguadores de sonido y difusores, donde el aire primario es

introducido en la unidad a -velocidades de hasta 1200 rn/min, reduciéndose en su interior yatenuándose el ruido a límites aceptables.






Al dejar el aire la cámara reductora de presión se origina el efecto Venturi, aprovechándose laenergía cinética para succionar el aire ambiente en la unidad, mezclado con el aire tratado,descargando esta mezcla mediante un difusor de aletas múltiples, tipo Anemostat.

• Instalación de aire acondicionado

1- Sistema individual- Expansión directa

Ventajas• Bajo costo de instalación, los equipos son de fabricación estándar (prefabricados).• No requieren grandes espacios para la sala de máquinas, ni instalaciones especiales.• Buena distribución del aire y satisfacción de los requisitos térmicos para los equipos auto

contenidos, (en caso de utilización de conductos de alimentación y retorno).• Posibilidad de zonificación e independización de distintos sectores o plantas del edificio.

Desventajas• Capacidad frigorífica y caudal de aire limitada, especialmente en los equipos ventana y

separada.• Alcance reducido en los equipos del tipo ventana y separados y en los autocontenidos cuando

se los utiliza sin conductos (aproximadamente 5 metros).• Duración limitada, dada su fabricación en serie.• Alto costo operativo, en especial en los equipos tipo ventana.• Alto costo de mantenimiento, en razón de la cantidad necesaria de equipos a instalar.• Poca satisfacción de los requisitos térmicos necesarios.• Para el caso de equipos autocontenidos y de capacidad frigorífica relativamente importante se

requiere la instalación de una planta térmica para el ciclo invierno.• Limitación en los porcentajes de aire exterior a utilizar.

Resumen: Se los utiliza donde los requerimientos de bienestar son estándar, (sin requerimientosprecisos de humedad ambiente), cuando es necesario flexibilidad o zonificación de los localestratados.

2- Sistema central - Expansión directa






Ventajas• Buena distribución del aire y plena satisfacción de los requisitos higrotérrnicos deseados.• Bajo costo de la instalación respecto de los sistemas mixtos.• Capacidades frigoríficas y caudales ilimitadas.• Bajo costo de mantenimiento, por estar todos sus componentes concentrados en una única

sala demáquinas.• Mayor vida útil.• No existe limitación en cuanto al porcentaje de aire exterior a utilizar.

Desventajas• Requiere la utilización de grandes espacios para la ubicación de conductos y sala demáquinas.• No existe la posibilidad de zonificar distintos sectores del edificio, en función de susnecesidades, (horarios,

ocupación, orientación, etc.), para el sistema central de volumen constante.• Esta limitado el volumen a impulsar por el sistema de volumen variable, debe cumplirse lascondiciones de

ventilación.Resumen: El sistema central todo aire pueden aconsejarse para edificios con plantas, bastantesextensas y con una elevación de no más de 10 a 12 pisos, (limitado por los espacios de losconductos de mando y retorno).

3. Sistema mixto - Sistema de refrigerante variable (VRV) - Expansión directa

Ventajas- Plena satisfacción de requisitos térmicos.- Capacidad frigorífica y caudal de aire ilimitado.- No existe limitación respecto del porcentaje de aire exterior a utilizar. (Se debe cumplimentar

- con un sistema de ventilación con recuperación de calor).- No requiere grandes espacios para el desarrollo de conductos y/o cañerías. No requiere

grandes espacios en sala de máquinas.






- Si bien su costo inicial es superior, teniendo en cuenta los costos de operación ymantenimiento, lo hace equivalente con otros sistemas. Al ser un sistema modular, tiene unabuena seguridad ante fallas.

- Al no utilizar un fluido caloportador, no existen inconvenientes con las pérdidas de agua.- Sistema de control inteligente. Su regulación se hace por control remoto directamente por el

usuario.- Permite flexibilidad total (zonificación y regulación).- Variedad de equipos terminales.

Desventajas- Tiene un mayor costo inicial.- La mayor complejidad del sistema requerirá personal más capacitado técnicamente, para las

tareas de mantenimiento.- A pesar de no existir suficiente información estadística, su vida útil es inferior a otros sistemas.- Alto costo de mantenimiento. Si se produce una pérdida de gas refrigerante en las cañerías y

aunque las modernas técnicas de pruebas y control de calidad lo hacen muy improbable, sulocalización y reparación podría ser muy laboriosa. Como las unidades terminales sedistribuyen en los distintos locales, es necesario el tendido de un sistema de cañerías para el

drenaje del condensado.- El sistema debe cumplimentarse con otro que permita la renovación del aire interior.

Resumen: El sistema VR V está limitado en sus costos de adquisición y renovación del aireambiente. Es casi la única alternativa cuando se quiere acondicionar un edificio existente que nocuenta con los espacios, o no se púden generar por tener la construcción un carácter histórico por ejemplo.

3- Sistema mixto - Expansión indirecta






Ventajas• No requieren grandes espacios para la ubicación de conductos.• Permite flexibilidad total, tanto en la posibilidad de zonificación de los distintos sectores del

edificio, como por su regulación por parte del usuario.• Buena distribución del aire y satisfacción de los requisitos térmicos, en caso de utilización de

equipos zonales, (con utilización de conductos de alimentación y retorno).• No existe limitación en cuanto al porcentaje de aire exterior, en caso de emplear equiposzonales.

Desventajas• Caudal de aire y alcance limitado, en el caso de los equipos perimetrales.• Alto costo de instalación.• Alto costo de mantenimiento por la diversidad de equipos que deben instalarse.• Requieren espacios importantes para la instalación en la sala de máquinas.• Al utilizar el agua como fluido caloportador, si se produce una pérdida en las cañerías su

localización y reparación podría ser muy laboriosa.

Resumen: Este sistema se utiliza en edificios de desarrollo preponderantemente vertical,

generalmente de gran altura.

CONVENIENCIA DE UTILIZACIÓN ENTRE UN SISTEMA CENTRAL Y UNO INDIVIDUALLa tendencia actual en acondicionamiento de aire es la de utilizar los sistemas individuales o semi-centralizadas frente a un sistema central. Sobre todo donde tenemos distintos usuarios, (propiedadhorizontal, edificio de oficina, locales comerciales, etc.).Los motivos fundamentales, (las desventajas del sistema), son que con el sistema central es difícil:

a. Satisfacer las necesidades particulares de los distintos locales (zonificación, horarios, etc.). Elacondicionamiento de aire individual tiene la ventaja que puede hacerse funcionar cuando elusuario lo requiera y puede ser regulada en función de su gusto particular, si bien puede nosatisfacer totalmente las necesidades de confort.

b. Asegurar al usuario los reales costos de funcionamiento. En el sistema individual, osemicentralizada, por el contrario, realmente paga lo que consume y, además, desembolsasus propios gastos de reparación.

AplicacionesLas aplicaciones particulares de acondicionamiento que veremos a continuación, reflejan lascaracterísticas sobresalientes del local que determinan el cálculo de la carga y el sistema másconveniente.

• Locales de viviendaSon locales que tienen elevada cubicación de aire frente a las aportaciones de calor vital, por ser bajo el número de ocupantes. Son mínimos los requisitos de renovación del aire, y hasta puede

tenerse en cuenta el aire de renovación que penetra por infiltración. La renovación del aireambiente puede ser reducida al mínimo y generalmente no supera el 20 % del caudal total de airecirculado.Muchos fabricantes producen unidades de calefacción, acondicionamiento y bombas de calor especiales para estos locales. En tales casos lo que se busca es la adaptabilidad y la solidez deestas unidades.Establecimientos de restaurantes, cafeterías, comedores y bares:La característica principal de estos locales es la existencia de grandes cargas, por ocupantes enlos salones y por cocción en la cocina, a determinadas horas del día y de la noche. Estas cargaspicos deben analizarse junto con las cargas externas que existen al mismo tiempo para determinar la verdadera carga de refrigeración. Es un requisito indispensable la buena ventilación con uncontrol del aire extraído para neutralizar los olores de la comida y del tabaco. Esta ventilación deberealizarse no solamente para el bienestar del ocupante, sino para evitar la absorción de olores por

las paredes y mobiliario.Debe ponerse especial cuidado en el sistema de extracción de aire. Este sistema debe arrastrar los olores y ganancias de calor de la zona donde se cocina, debiendo existir siempre unmovimiento de aire que se aleja de la zona destinada a comedor.






En los comedores debe existir siempre una ligera sobrepresión. La cocina y despensa debentener presión negativa. Los aparatos donde se produce cocción, deben tener campanas deextracción que eliminan las ganancias de calor y humedadSalas de espectáculos y reuniones:La característica diferencial de esta categoría de locales es debida a la elevada aportación de

calor sensible y latente por el gran número de personas reunidas en condiciones especiales deactividad (generalmente sentadas) y de vestir, que determinan mayores exigencias de bienestar especialmente en lo que se refiere al control y eliminación de molestas corrientes de aire (puertas,pasillos, escenarios, etc.) y la uniformidad de distribución del aire acondicionado en cuanto acondiciones térmicas y a velocidad.El volumen disponible para cada persona es generalmente más reducido que para las otrascategorías y por lo tanto deberá tenerse en cuenta el volumen de aire de renovación o aire exterior y calcularlo sobre la base del número de personas ocupantes, más bien que aplicar un valor porcentual del caudal total inyectado. Por lo tanto adoptaremos los valores válidos para viviendascon un estudio especial del caudal de aire de renovación.

• TiendasEl ciclo de trabajo puede ser de 8 a 12 horas (a veces 24 horas) gran intensidad luminosa,

cantidad de ocupantes variable y gran cantidad de mercancía.Estas zonas exigen un tratamiento especial de las ganancias y pérdidas de calor y ventilación acausa de las máquinas de distribución de bebidas, vitrinas para comestibles, cigarrillos, caramelos,venta de fotos, salones de belleza, etc., con sus aparatos productores de calor y olores.La mercancía almacenada y el mobiliario que forma parte de un almacén pueden utilizarse parareducir la carga haciendo uso del efecto de preenfriamiento. El frío almacenado en las mercancíascompensará las cargas máximas y reducirá el tamaño del equipo. Cuando los locales son de techoalto se puede hacer uso de la estratificación del calor por medio de la extracción de aire natural oforzado.

• Iglesias, teatros y salas de música:Estas aplicaciones tienen en común un considerable número de ocupantes. El grupo de individuoscongregados puede consistir en gentes que realizan oración, o masas activas en una reunión

política. Es cuestión de criterio el aplicar los factores adecuados que proporcionen una potenciasuficiente para las cargas variables de calor latente y transmisiones.Los principales factores que determinan la carga de refrigeración en verano son:Características de los ocupantes. En la iglesia puede haber uno o más servicios, horas en queéstos se realizan, servicio continuo, etc. En los teatros y auditorios, sesiones matinales yvespertinas; naturaleza de los deportes o espectáculos públicos; simultaneidad entre los actoscelebrados en un auditorio situado en un edificio y el funcionamiento en el resto del edificio. Ventilación. Posible reducción a lo m3 por hora por persona. Ciertos espectáculos o reunionesdonde se fuma mucho exigen mayor ventilación.Estratificación. Su aplicación a las cargas en las estructuras grandes.Pre-enfriamiento. Para reducir las dimensiones del equipo acondicionador, especialmente el derefrigeración.Efectos climáticos. Cuidadoso análisis de las condiciones exteriores que coinciden con las horas

punta de ocupación por el personal.Condiciones internas del proyecto 25 °C y 60 % de humedad relativa son condiciones aceptables.

• Edificios de oficinasEn los locales de oficina se reúne un número apreciable de personas con una actividad medianade trabajo, exige consideraciones más precisas en cuanto a temperatura, humedad y distribucióndel aire. El volumen de local por persona es más reducido; la ganancia de calor sensible y latentepor ocupante es relevante frente a las demás cargas, la ganancia de calor por iluminación estambién mayor por la naturaleza de la actividad desarrollada y que la infiltración de aire exterior debido al cierre y apertura de puertas exteriores originado por el mayor movimiento de personasdebe analizarse por separado.Los edificios destinados a oficinas presentan dos zonas básicas a considerar, la zona interior y laperiférica. Las zonas interiores están situadas en el centro de un edificio y no sufren la influencia

de los elementos exteriores, a excepción del último piso. Las zonas periféricas pueden penetrar de3 a 6 m en el interior del edificio, a partir del muro exterior.Esta zona está expuesta a la acción del sol, viento, temperatura exterior y efecto de sombra de losedificios adyacentes. Existe, por tanto, una necesidad evidente de establecer dos sistemas de






acondicionamiento distintos para hacer frente a las cargas correspondientes a cada una de estaszonas, cuyo comportamiento es distinto.Una zona interior tiene una carga de iluminación y de ocupantes relativamente constante. Laszonas exteriores se caracterizan por las variaciones extremas de carga, desde unos máximas deradiación solar a -través de cristales, acompañados de grandes transmisiones de calor,

iluminación y ocupantes, pasando por la ausencia de cargas durante las estaciones intermediasdel año. La zona exterior está sometida también al movimiento de sombras de los elementosestructurales de la fachada, edificios adyacentes y nubes.Dos características adicionales de las oficinas y edificios de varias plantas son las superficies deventanas y la arquitectura en general, las cuales influyen en la selección del sistema deacondicionamiento.

• Locales de comercioEstos ambientes se caracterizan por la permanencia constante del personal que realiza unaactividad bastante importante y por las continuas entradas y salidas del público que permanece untiempo relativamente corto en el local acondicionado y por lo tanto está ambientado a la condiciónexterior, mientras que el personal lo está a la interior, por lo cual resulta bastante difícil conciliar lasnecesidades de confort de ambos grupos de personas.

En estos locales debe cuidarse especialmente la influencia de la infiltración por puertas y estudiar la forma arquitectónica que permita conciliar la comodidad de tránsito del público con losrequerimientos de bienestar cuya obtención se dificulta por la generación de molestas corrientesde aire exterior.En los negocios donde el tránsito de público es intenso y por lo tanto los accesos están casisiempre abierto, conviene estudiar la instalación de "cortinas de aire" en reemplazo de las puertas.El aire insuflado con estos equipos especiales crea una especie de barrera atmosférica que seopone a la entrada de aire exterior en condiciones exteriores nominales de presión y velocidad delviento.

• Hospitales Estos locales se caracterizan por el gran volumen de aire necesario para cada persona y por lacondición especial del estado físico del ocupante enfermo o convaleciente.

En general se siguen las normas siguientes: elevado porcentaje de aire exterior que puede llegar aser el 100 % del caudal total de aire circulado (por ejemplo en salas de operaciones). Filtrado delaire más acentuado aumentando los paneles en serie. Control del caudal de aire inyectado y de sutemperatura para obtener una eficiente distribución del aire con uniformidad de temperatura atodos los niveles. En los ambientes destinados a operaciones, preoperatorio y postoperatorio,como también salas para recién nacidos, se debe extremar las condiciones de pureza del aire ycondiciones de temperatura y humedad relativa, para lo cual se debe prever filtros especiales(celulosa, electrostáticos, etc.) equipos de esterilización del aire para reducir la flora microbianamediante lámparas que emiten radiaciones ultravioletas.Cada habitación debe tener una extracción de aire capaz de crear una presión negativa y no debehaber intercomunicación entre las distintas zonas (contaminación). Las salas de tratamientosespeciales, terapéutica, maternidad, cirugía, depósito de cadáveres y otras zonas de serviciosuelen exigir condiciones particulares de temperatura, humedad y ventilación.

Escuelas y establecimientos de enseñanza:En estos edificios hay que distinguir los ambientes en los cuales la permanencia de las personases muy continuada como ser las aulas y los ambientes en los cuales la presencia del alumno esdiscontinua, como ser aula magna, gimnasios.El acondicionamiento de los primeros locales es semejante al indicado para salas deespectáculos, pero teniendo en cuenta que en general el aporte de valor vital es menor, por tratarse de niños y que la relación del volumen disponible y el número de ocupantes esrelativamente grande. Los segundos locales se caracterizan por la aportación brusca de calor vitaldebida a la entrada masiva de un gran número de personas y por lo tanto de la influencia marcadadel preambiente.En una escuela es necesario mantener un ambiente adecuado durante todo el año, exigido por laaglomeración escolar, gran intensidad luminosa y efecto solar en las aulas exteriores conventanas, así como por la importancia reconocida que tiene el ambiente confortable en relación

con la asimilación de las enseñanzas.La carga debida al aire exterior es muy elevada.

• Laboratorios






El acondicionamiento de aire en los laboratorios proporciona uno o más de los serviciossiguientes:1. Control de recuperación de materiales higroscópicos.2. Influencia de reacciones fisiológicas (confort).3. Control de reacciones químicas.

4. Control de reacciones biológicas: Los laboratorios individuales se proyectan para unascondiciones determinadas o para un margen de condiciones de temperatura, humedad y limpieza.Estas funciones deben mantenerse con rigor, y los controles y protectores deben ser confrecuencia muy perfeccionados.Al proyectar un sistema de acondicionamiento para laboratorios deben considerarse suscondiciones especiales a las que no son aplicables las normas generales que sirven para elproyecto de los sistemas en general. Cada laboratorio tiene su propio problema, que exige tener en cuenta las siguientes consideraciones:Condiciones ambientales rigurosas.Determinada ventilación, con vistas a las necesidades de extracción.Separación entre espacio de ocupación general.Orientación de aquellos laboratorios que poseen una gran carga fuera de las zonas que tienenmucho efecto solar.

5. Grandes variaciones de cargas en cada laboratorio.6. Diversidad en el empleo de los laboratorios.7. Diversidad de cargas en el edificio.8. Funcionamiento del laboratorio durante 24 horas.9. Extracción de aire constante o variable.10. Concentraciones de calor sensible o latente que exijan extracción de aire, enfriamiento local, oambos.

• Terminología del Aire AcondicionadoBtu/h (British Thermal Unit): Cantidad de calorías Btu/h requeridas para aumentar 1 libra (0.453kg)de agua 1°F.kcal/h: Cantidad de calorías kcal/h requeridas para aumentar 1 kilo de agua 1°CW: Posibilidad de conversión de unidad de trabajo a unidad calórico (1W=860cal/h)

EER (Energy Efficiency Ratio).Btu/hW: Representa el consumo de energía unitaria en W hora por Btukcal/hW: Representa el consumo de energía unitaria en W hora por KcalW/W: Representa el consumo de energía unitaria en W hora por W

• Conversión de unidad1,000Btu/h = 250 kcal/h = 0.29kW1 caballo de fuerza = 9,000Btu/h1RT = 12,000Btu/h = 3,024 kcal/h

CÓMO AHORRAR LA ENERGÍA1. Para llevar al máximo el efecto de enfriamiento, el Aire Acondicionado tiene que ser instalado

de tal modo que no reciba la luz del sol directamente. Si esto es inevitable, use una cortina osombrilla para bloquear la luz del sol y obtenga un acondicionamiento efectivo.

2. La temperatura interior más optima es 25~28 ºC. Esto es bastante económico y deseable parasu salud, se puede mantener la diferencia de temperatura por debajo de 5ºC entre la interior yexterior.(Algunas marcas vienen equipadas con un modo de ahorro de energía, lo cual ayuda aahorrar energía aumentando la temperatura objetiva a 25 ºC automáticamente después de uncierto periodo de tiempo.)

3. Si usted usa el Acondicionador de aire en modo económico, con un ventilador eléctrico, ustedpuede disfrutar un acondicionamiento más económico.

4. Evite usar piezas calientes como acero y procure no bloquear la salida de aire.

5. Limpie regularmente los filtros del aire, el consumo innecesario de energía se reducirá yaumentará la eficiencia del aparato.






CONFORT TÉRMICO Y CALIDAD DE AIRE INTERIOR - UNA OPCIÓN SALUDABLELA CALIDAD AMBIENTAL del hábitat construido, modificada en forma constante por la interacciónde agentes físicos como la temperatura, el viento, la radiación solar, ruidos, etc.; químicos comosustancias y/o compuestos orgánicos e inorgánicos; y biológicos, produce diversos efectos yconsecuencias sobre las personas, el medio físico-natural y los edificios. Asimismo, los índices

elevados de contaminación ambiental son una amenaza constante que deteriora el medioambiente hasta convertirlo en inepto para el desarrollo de ciertas actividades y peligroso para lavida de las personas y otros seres vivos.En particular, el medio ambiente interno de los nuevos edificios herméticos, diseñados para evitar infiltraciones de aire y contaminantes exteriores, parecería constituirse en un hábitat ecológicoúnico, con un medio bioquímico, flora y fauna propios. Estos edificios responden a las necesidadesde ventilación por medio de sistemas artificiales de purificación y climatización de aire, sincontemplar la variedad de microorganismos que proliferan en los conductos de aire acondicionadoentre otros problemas.Desde hace ya más de una década, distintas investigaciones determinaron que este nuevo aireinterior en los edificios incide en la salud de las personas, generando distintas patologíassintomáticas o asintomáticas que surgen, principalmente, por deficiencias en los sistemas deventilación, altos porcentajes de humedad relativa y por el uso de materiales nuevos sin

experimentar. La Organización Mundial de la Salud los identificó como 'edificios enfermos',indicando que son aquellos espacios donde sus ocupantes presentan altas frecuencias de dolor decabeza, problemas en ojos, nariz y garganta, dificultades respiratorias, fatiga, somnolencia,anormalidades en la piel y problemas para mantener la concentración en el trabajo.Los problemas antes mencionados se acentúan en espacios que contienen mayor porcentaje desustancias contaminantes, gérmenes y partículas en el aire. Las salas de internación de edificiospara la salud son ejemplo de estos casos, a la vez que requieren condiciones ambientalesespecíficas y exigentes de circulación y calidad del aire, temperatura, humedad e iluminaciónnatural, que limiten la proliferación de gérmenes intrahospitalarios.Este tema es motivo de estudio de las investigaciones Ventilación Natural en Edificios Enfermos yCirculación y Calidad de Aire en Edificios que plantean la aplicación de estrategias de diseño quefavorezcan los requerimientos de ventilación natural y sustituyan a los sistemas artificiales de aireacondicionado, para mejorar las condiciones de calidad de vida, reducir el consumo energético y

lograr eficientes niveles de renovación y movimiento de aire en los edificios.Asimismo, la aplicación de estos recursos permite controlar los posibles contaminantes existentesen este tipo de espacios que perjudican la salud, fundamentalmente en ámbitos hospitalarios conrequerimientos ambientales específicos.Con el fin de relevar las condiciones actuales de confort en salas de internación de edificios parala salud, se elaboró el cuestionario 'Confort térmico y calidad de aire interior' que incorporaaspectos conceptuales de las encuestas desarrollada por Kjell Andersson para edificios enfermosy Nicol Fergus para confort térmico interior.El objetivo principal del cuestionario propuesto es obtener datos ciertos sobre las distintassensaciones experimentadas por los usuarios de las salas de internación de edificios para la saluden relación con la necesidad de optimizar las condiciones de ventilación natural dentro del mismo.La encuesta se validó en términos de especificidad (por detectar fácilmente las variables),sensibilidad (por detectar la presencia de la variable en mínimas cantidades) y costo (accesible a

los recursos económicos y humanos de la investigación).Asimismo, los primeros resultados obtenidos en la formulación de preguntas sobre confort térmicoy sintomatologías percibidas por los usuarios corroboraron la importancia de considerar ambosaspectos en forma conjunta para definir los niveles de confort ambiental y calidad de aire, enoposición a los criterios tradicionales que incluían únicamente los parámetros de climatización.






Según los resultados obtenidos en la etapa de prueba, la encuesta reflejó las siguientesconclusiones:

- Sencillez en la formulación de las preguntas;- Optimización del tiempo para registrar datos;-

Objetividad en las opciones de respuesta que facilita su posterior comparación y clasificación;- Mínimos recursos económicos para su implementación; riqueza y calidad de datos que surgede la opción a comentarios adicionales.

Es importante destacar que actualmente las poblaciones urbanas pasan el 90% de su tiempo enambientes interiores, de ahí la importancia de controlar y diseñar sistemas que garanticen la saludambiental y la calidad del aire interior requeridas en dichos espacios. Así, el concepto sobrecalidad de aire interior se suma al tema de confort térmico para establecer nuevos índices quedefinan la calidad de vida de la población.Con relación a la unidad y población seleccionada para la aplicación del cuestionario, en este casosalas de internación de edificios para la salud, es importante recordar, que si bien el cuerpohumano es capaz de adaptarse a distintas variaciones de temperatura mediante cambiosenergéticos donde los mecanismos fisiológicos involuntarios regulan el grado de disipación delcalor, en las personas enfermas este equilibrio termorregulador no se verifica fácilmente, por lo

tanto se requiere contar con condiciones óptimas de confort térmico a fin de obtener el bienestar requerido.

A través de estrategias de diseño bioambiental que minimicen el consumo de energíaconvencional optimizando el aprovechamiento de los recursos naturales, y en particular, lacaptación de brisas que favorecen el movimiento de aire interior y el posible refrescamientopasivo, se puede lograr una arquitectura de bajo impacto que contribuya a mejorar la calidad devida de la población.El cuestionario que se presenta en este artículo es el primer punto de la metodología desarrolladapara llevar a cabo la investigación propuesta. En notas posteriores se ampliaran los conceptosrelevantes del proceso y las conclusiones arribadas.

CUIDADO, EL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTOS DE AIRE NO SOLOESTAN RELACIONADOS CON EL CONFORT INTERNO, TAMBIÉN SE DEBE CUIDAR,

PENSAR Y DISEÑAR LOS DEMÁS ASPECTOS ARQUITECTÓNICOS

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c3 - Unidad 3 Instalaciones Termomecanicas - 2011