processes. This article shows how the automation of eight air conditioning systems was done, and a school bell in the Department of Mechatronics at UT of Altamira. Air conditioning can create a comfortable, clean and healthy environment, reducing the humidity and the allergens. The most used types of air conditioners in enterprises and schools are: Split Type Equipment, Chiller Type, and Package Type. It is explained in detail how the decision was taken to use the intelligent relay Zelio SR3B261FU because of its cost-benefit, its great versatility to handle timers and registers, low price, independent outputs of relay and free software. Other options are the PLC ´ S, but they are more expensive. It is presented how the ladder programming of the air conditioners was done in appropriate intervals, according to the classes schedules, including the automatic start after the power outages( always within the work schedule) and the special start out of the specified schedules. The main benefits are energy saving, preservation of environment, and increase of the useful life of the equipment.
+
Keywords: Automation, control, air conditioners and energy saving.
Introducción
En la actualidad, los sistemas de aire acondicionado son una necesidad para la vida moderna, como es el caso de viviendas, oficinas, centros comerciales, restaurantes, escuelas, hospitales, salas de cine, etc. El aire acondicionado puede crear un ambiente confortable, limpio y saludable y hacer frente a problemas de humedad, el polvo y los alérgenos, lo que ayuda a las personas a mejorar su calidad de vida. El aire acondicionado es uno de los grandes avances en la sociedad moderna, lo que permite tener una vida saludable. Las personas que reciben el mayor beneficio al usar el aire acondicionado en términos de salud son: personas con afecciones respiratorias, con alergias a las partículas del aire, como polvo, humo, polen y otros contaminantes y personas que viven en zonas sometidas a una gran cantidad de problemas de calidad del aire, como son las UUTT que están en zonas industriales; personas que viven en ambientes de gran concentración de humedad, por ejemplo en ciudades a nivel del mar, como el caso de Altamira, Tamaulipas.
El primer sistema de aire acondicionado moderno fue desarrollado en 1902 por un joven ingeniero eléctrico llamado Willis Haviland Carrier. Este fue diseñado con el objetivo de solucionar los problemas de humedad en la Compañía de Litografía y Publicidad Sackett-Wilhelms en Brooklyn, Nueva York, Estados Unidos. La pasta de papel de la planta, a veces absorbía la humedad del aire caliente del verano, volviendo difícil aplicar las técnicas de tintado en capas propias de la época. La Compañía Carrier trató de que el aire de dentro del edificio soplara a través de tubos refrigerados. Debido a que el aire refrigerado pasaba a través de tubos, no había humedad producida por el aire caliente del verano, por lo que este proceso logró reducir la humedad en la planta y estabilizar el contenido del papel. Reducir la humedad ha sido considerado uno de los efectos secundarios del aire acondicionado, además de ser capaz de reducir la temperatura existente en el edificio o estancia. Gracias a este invento, surgió una nueva tecnología. Willis Haviland Carrier se dio cuenta de que había desarrollado algo con un gran potencial; por esto, no tardaron mucho tiempo en aparecer los sistemas de aire acondicionado en los teatros y tiendas, ayudando a que los meses de veranos tan largos y calurosos se volvieran más llevaderos. Actualmente, el proceso que se utiliza, reduce la temperatura ambiente de la habitación siguiendo un principio científico muy simple, las paredes del hogar son las encargadas de mantener el aire frío dentro y el aire caliente, en su exterior.
Marco teórico Definición de aire acondicionado
El aire acondicionado es un proceso que consiste en un cierto tratamiento del aire de un lugar cerrado, para generar una atmósfera agradable a quienes se encuentran en dicho espacio. Incrementar o reducir la temperatura y el nivel de humedad del aire suelen ser los objetivos más habituales, aunque el proceso también puede implicar una renovación o filtración del aire. En el lenguaje cotidiano, la noción de aire acondicionado también se utiliza para nombrar a los sistemas o equipos que permiten llevar a cabo el mencionado proceso. Por ejemplo:“ por favor, enciende el aire acondicionado que me muero de calor en esta habitación”,“ tendremos que llamar a un técnico, el aire acondicionado está funcionando mal”,“ el próximo verano compraremos un aire acondicionado para el dormitorio, ya que así no se puede dormir”. También, se entiende por aire acondicionado al sistema de refrigeración del aire que se utiliza de modo doméstico o industrial para refrescar los ambientes cuando las temperaturas del entorno son muy altas y calurosas. El aire acondicionado, si bien hace referencia al aire en sí, es un dispositivo que se instala en casas, edificios y demás espacios cerrados con el objetivo de proveer de aire fresco que se renueva permanentemente.
Fundamentos del aire acondicionado
Los aires acondicionados utilizan la refrigeración para enfriar el interior de la habitación, teniendo en cuenta una destacada ley física: cuando un líquido se convierte en un gas( mediante un proceso conocido como fase de conversión), absorbe calor. Estos dispositivos se benefician de esta fase de conversión forzando a que determinados componentes químicos se evaporen y condensen una y otra vez en un sistema cerrado de bobinas.
Los componentes involucrados son los refrigerantes que cuentan con la capacidad de cambiar a temperaturas relativamente bajas. También contiene ventiladores que mueven el aire caliente que se encuentra en interior hacia las bobinas llenas de refrigerante. De hecho, el aire acondicionado central tiene un sistema entero de conductos, diseñado para canalizar el aire hacia y desde las bobinas de refrigeración. Cuando fluye el aire caliente sobre el frío, las bobinas del evaporador disminuyen la presión, el refrigerante que se encuentra en su interior absorbe el calor a medida que cambia del estado líquido al gaseoso.
Para mantener el sistema de frío de manera eficiente, el aire acondicionado tiene que devolver el gas refrigerante a líquido, una y otra vez( Figura 1). Para hacer esto, un compresor empuja el gas a una presión alta, generando un aumento del calor. Todo este calor“ extra” generado por la compresión del gas es evacuado fuera de casa con la ayuda de un segundo conjunto de bobinas conocido como bobinas del condensador, y un segundo ventilador. A medida que el gas se enfría, vuelve al estado líquido, y el proceso vuelve a comenzar una y otra vez. Es interesante pensar en ello como si se tratase de un ciclo elegante que nunca tiene fin: el líquido refrigerante, la fase de conversión a gas / la absorción de calor, la compresión y la fase de transición, volviendo al estado líquido otra vez. Hay dos cosas distintas dentro de un aire acondicionado: el refrigerante y el gas. El refrigerante se encarga de enfriar el interior de la casa, mientras que el gas resultante está siendo comprimido y enfriado por conversión, para ser devuelto al estado líquido otra vez.
Revista Científica 147