York HVAC Catalogue 2018 EN 2019 ES | Page 80

Fundamentos de HVAC Sistemas de agua Sistemas de agua enfriada La optimización del precio, la función y la eficiencia del sistema deben considerar todos los componentes y su interacción. Esto empieza con el cálculo de la carga. Un punto de ajuste de temperatura flotante en el área de rango de confort ahorrará energía y reducirá los costos operativos. Los costos de capital pueden reducirse equilibrando la selección de enfriadoras, unidades de tratamientoo de aire, los tamaños de los conductos, etc. Es importante determinar el punto de operación óptimo que equilibre la selección de la temperatura del agua de salida de la enfriadora y la batería de refrigeración de la unidad de tratamiento de aire. Un aumento de temperatura de 1°C en la temperatura del agua produce aproximadamente un 3% más de capacidad para la enfriadora y reduce el consumo en un 1.5%. Sin embargo, la capacidad de la batería se reduce con el aumento de la temperatura y requiere superficies de intercambio de calor más grandes (más filas y/o un menor espacio entre las aletas). Los diseños de sistemas de aire acondicionado normalmente utilizan temperaturas de agua fría de 5°C a 8°C. Algunos sistemas, como los techos fríos, pueden usar temperaturas más altas de hasta 14°C o 15°C.Si son necesarias temperaturas de salida inferiores a 4.5°C se utilizan soluciones de salmuera para evitar la congelación. Este es especialmente el caso de los sistemas de almacenamiento de hielo que pueden tener temperaturas tan bajas como -7°C. La capacidad de refrigeración de una enfriadora aumenta con el aumento de las temperaturas de enfriamiento. Una diferencia de temperatura, entre el flujo y el retorno, de 5°C a 8°C es normal. El volumen del flujo de agua depende de la capacidad de refrigeración y la diferencia de temperatura del agua refrigerada según la fórmula: CAPACIDAD FRIGORÍFICA (kW) Volumen caudal agua = (Litros por Segundo) Densidad (kg/m 3 ) x Calor específico (kJ/kg°C) x Diferencia Temp. °C x1000 Si se eleva la temperatura de salida del agua, es posible que se pueda seleccionar un tamaño de enfriadora más pequeña. El flujo de agua resultante debe verificarse de nuevo con las limitaciones de flujo de la enfriadora. Esto se puede encontrar en la “Tabla de limitaciones” para cada tipo de enfriadoras o bombas de calor (los datos no están en este catálogo). El costo monetario para la batería más grande es comparativamente pequeño y el ahorro de costos de una enfriadora más pequeña puede ser considerable. El aumento de la temperatura de salida del agua enfriada también aumentará la temperatura de salida de aire de la batería de la unidad de tratamiento de aire y esto a su vez, puede disminuir la diferencia de temperatura de suministro y retorno del aire. Una pequeña diferencia de temperatura logra una baja temperatura del agua que generalmente permitirá la selección de baterías de enfriamiento más pequeñas en UTAs y Fancoils. Por el contrario, si el volumen de flujo de agua es alto, dará como resultado una bomba de circulación más grande y una mayor caída de presión a través de la enfriadora y las baterías, con el consiguiente aumento de los costos operativos. La caída de presión varía según el cuadro de flujo y se define en la siguiente fórmula: El volumen de aire está determinado por la siguiente fórmula: Volumen aire m 3 /s = H2/H1 = (W2/W1) 2 H1 = Caida de presión kPa a condiciones finales H2 = Caida de presión kPa a condiciones originales W2 = Rango de flujo L/s a condiciones finales W1 = Rango de flujo L/s a condiciones originales Una menor diferencia de temperatura del aire aumentará el volumen de aire y, por lo tanto, los tamaños de los conductos y el costo resultante de los mismo, por lo que es importante tener en cuenta el impacto total en todos los componentes del sistema de aire acondicionado. Las temperaturas más bajas del aire de salida reducirán el tamaño de las unidades para conductos y de tratamiento de aire. También se pueden usar difusores de aire especialmente diseñados para garantizar que las temperaturas más bajas del aire de salida no tengan un efecto adverso en los ocupantes del edificio. La selección de la diferencia de temperatura óptima es, por lo tanto, un compromiso entre los costos operativos y el tamaño del equipo y el costo de capital de dicho equipo. Las diferencias primarias de la temperatura del agua refrigerada están normalmente entre 5°C y 6°C. En general, un volumen mínimo de flujo del sistema proporcionará el sistema más económico tanto en capital como en costos operativos. Un sistema de aire acondicionado en un edificio comprende una variedad de componentes, como enfriadoras, unidades de tratamiento de aire, difusores, conductos, tuberías, controles, etc. Diseño del sistema de tuberías En sistemas de aire acondicionado más grandes, generalmente se recomienda que se utilicen disposiciones de tubería de “retorno inverso” para garantizar tasas de flujo equilibradas. CURVAS DE CAPACIDAD ENFRIADORAS Chiller PUNTOS OPERATIVOS 4 Filas 6 Filas GANANCIA DE CALOR (kW) Densidad (kg/m 3 ) x Calor específico (kJ/kg°C) x Diferencia temperatura °C 8 Filas CURVAS CAPACIDAD BATERÍAS Temperatura del agua o temperatura de evaporación del refrigerante. 80