MрDULO 407 equipos comerciales 3p

Transcripción

03/07/2012
407. Equipos Comerciales de refrigeración y
aire acondicionado
¿Porqué necesitamos
enfriamiento?
— La refrigeración y el aire acondicionado parten
de dos necesidades diferentes:
— Refrigerar
alimentos
para
prolongar
su
almacenamiento.
— Acondicionar el aire para obtener valores de
temperatura y humedad necesarias para el desarrollo
de procesos en la industria y la comodidad de los
ocupantes.
Consideraciones de diseño al
elegir un equipo.
— Espacio.
— Forma de enfriamiento.
— Por agua:
— El costo adicional de la torre de enfriamiento.
— Una fuente suficiente de agua y estimar los costos por el
gasto de operación y mantenimiento.
— En El Salvador no hay congelamiento en invierno, por lo que
no es un factor.
— Por aire:
— una buena ventilación del cuarto de máquinas, el efecto de la
intemperie.
— Capacidad variable.
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Consideraciones de diseño al
elegir un equipo.
Costos de inversión.
Eficiencia global con el resto del equipo.
Disponibilidad de repuestos en el mercado.
Disponibilidad de mano de obra de servicio e
información
técnica
para
revisiones
o
reparaciones futuras.
— Capacidad de crecimiento.
— Análisis financiero de otras alternativas.
—
—
—
—
Como se indica la capacidad de
los equipos.
— Nominalmente los equipos indican cuanto calor
pueden extraer en una unidad de tiempo. Esto
bajo condiciones de laboratorios especificas.
— En la realidad, la capacidad será mayor o menor
dependiendo del clima y la temperatura de
evaporación ajustada en el termostato y por
ende su eficiencia.
— Los valores de capacidad pueden ser BTU/h,
MBH (1000 BTU/h), Kilocalorías y Watts.
— Obsérvese que son unidades de potencia, no energía.
La tonelada de refrigeración.
— En el sistema imperial, se utiliza mucho la
tonelada de refrigeración (T.R. o simplemente
tonelada).
— Esta relaciona el calor que puede absorber una
tonelada de hielo a 0°C antes de derretirse
completamente.
— Su equivalente es de 12,000 BTU/h o 200
BTU/min.
— En El Salvador se usa mucho esta
denominación.
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Equipos de
Refrigeración
— Doméstica.
— Comercial.
— Industrial.
— Transporte (terrestre, marítimo).
Refrigeración Doméstica
— Son unidades pequeñas de ½0
a ½ H.P. con compresor
hermético reciprocante.
— La norma salvadoreña NSO
97.47.04:09 define los criterios
de eficiencia mínima aceptable.
— http://www.infoq.org.sv/
— Pueden ser:
— Refrigerador convencional.
— Refrigerador-congelador.
— Congelador vertical.
— Congelador horizontal.
Refrigeración Doméstica
— Los evaporadores pueden
ser por convección natural
(escarcha) o forzada (frío
seco) y con deshielos
manuales o automáticos.
— Los condensadores son, por
lo general, de convección
natural.
— El refrigerante más usado
es R-134a.
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Definición de los límites y requisitos refrigeradores
Domésticos NSO 97.47.04:09.
Item
Descripción del aparato
Refrigerador solo, convencional y refrigerador-congelador (R/C) con deshielo manual o
semiautomático.
Refrigerador-congelador con deshielo parcialmente automático.
Refrigerador-congelador con deshielo automático y congelador montado en la parte superior, sin
dispensador de hielo y/o agua, y refrigeradores solos con deshielo automático.
Refrigerador-congelador con deshielo automátic o y congelador montado lateralmente, sin
dispensador de hielo y/o agua a través de la puerta.
Refrigerador-congelador con deshielo automátic o y congelador montado lateralmente, con
Refrigerador-congelador con deshielo automático y congelador montado en la parte inferior, sin
Refrigerador-congelador con deshielo automático y congelador montado en la parte superior, con
Congelador vertical con deshielo manual.
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Emax (kWh/año)
0,476VA+299
0,770VA+429
0,564VA+355
0,17VA+507,5
0,575VA+527
0,582VA+367
0,36VA+356,0
0,364VA+264
9
Congelador vertical con deshielo automático.
10
Congelador horizontal y todos los demás congeladores, excepto congelador compacto.
0,388VA+160
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Refrigerador y refrigerador-congelador compacto con deshielo manual.
0,38VA+299,0
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0,25VA+398,0
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Refrigerador-congelador compacto con deshielo parcialmente automático.
Refrigerador-congelador compacto con deshielo automático y congelador montado en la parte
superior y refrigerador solo compacto con deshielo automático.
Refrigerador-congelador compacto con deshielo automático y congelador montado lateralmente.
Refrigerador-congelador compacto con deshielo automático y congelador montado en la parte
inferior.
Congelador vertical compacto con deshielo manual.
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Congelador vertical compacto con deshielo automático.
0,40VA+391,0
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Congelador horizontal compacto.
0,37VA+152,0
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0,526VA+391
0,45VA+355,0
0,27VA+501,0
0,46VA+367,0
0,35VA+250,8
Volumen ajustado
— VA = Va + Vc x FA
— Donde:
— VA=Volumen Ajustado, en litros.
— Va=Volumen del compartimiento de
alimentos en litros.
— Vc=Volumen del compartimiento
congelador en un refrigerador
electrodoméstico, en litros.
— FA=Factor de ajuste, determinado
como se indica:
—
—
—
—
Refrigeradores solos 1,00
Refrigerador convencional 1.44
Refrigerador-congelador 1.63
Congelador horizontal y vertical 1.73
Ing. Francisco Javier Vadillo A.
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Refrigeración Comercial
— Son equipos para uso en establecimientos comerciales,
para venta al menudeo, restaurantes, hoteles, etc.
— Utilizan una amplia gama de refrigerantes, pero
requiere que sean seguros y no tóxicos.
— Algunas formas de clasificarse son:
— Por tipo de unidad condensadora: autocontenida, remota
o paralela.
— Por el rango de temperatura: Refrigerador, Congelador.
— Por su forma: Cuarto frío (walk-in cooler), Cuarto
congelador (walk-in freezer), Gavinete (refrigerador o
congelador), Vitrina
(con
puertas
o ventanas
transparentes), de autoservicio, etc.
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Refrigeración Comercial
— La norma salvadoreña NSO 97.47.03:09
define los criterios de eficiencia mínima
aceptable
de
los
refrigeradores
comerciales autocontenidos.
— http://www.infoq.org.sv/
— Las
máquinas
dispensadoras
de
bebidas gaseosas y las fábricas de
cubos de hielo pequeñas son también
equipos comerciales refrigerados, pero
no están normados por eficiencia en el
país.
TIPOS DE EQUIPOS
— Enfriadores verticales con una o
más puertas frontales
— Enfriadores horizontales con
puertas sólidas o de vidrio
— Congeladores horizontales con
— Congeladores verticales con puertas
de vidrio
— Híbridos
— Vitrinas cerradas
— Conservadores de bolsas de hielo
TIPOS DE EQUIPOS
de vidrio
— Híbridos
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TIPOS DE EQUIPOS
— Congeladores verticales con
puertas de vidrio
— Híbridos
TIPOS DE EQUIPOS
— Enfriadores horizontales con puertas
sólidas o de vidrio
de vidrio
— Híbridos
TIPOS DE EQUIPOS
de vidrio
— Híbridos
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TIPOS DE EQUIPOS
de vidrio
— Híbridos
TIPOS DE EQUIPOS
de vidrio
— Híbridos
Definición de los límites y requisitos refrigeradores
Comerciales NSO 97.47.03.09.
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Refrigeración Industrial
— Se confunde en ocasiones con la comercial, pero
son más grandes en tamaño y requieren de
personal especializado para su servicio y operación.
— Aplicaciones industriales típicas:
— Plantas procesadoras o empacadoras de alimentos
(carne, pescado, lecherías, pollos, alimentos
congelados, etc.).
— Fábricas de hielo.
— Plantas industriales (plantas químicas, refinerías,
cervecerías, etc.).
Refrigeración Industrial
— Debido a que se utilizan en condiciones
controladas y bajo supervisión, pueden emplear
gases refrigerantes de mayor riesgo, como el NH3
amoniaco (R-717) o hidrocarburos como el
isobutano (R-600a).
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Refrigeración para Transporte
— Terrestre:
— Sistemas utilizados en camiones y furgones, en
entregas a largas distancias o locales.
— Pueden utilizar la potencia del motor del vehículo o
poseer un generador independiente.
— Están diseñados para operar en rangos variables de
temperatura, dependiendo de la carga que se
transporta.
— Naval o marítimo:
— Sistemas para uso en barcos pesqueros o de
transporte de productos putrescibles por mar.
Equipos de Aire Acondicionado
— Al igual que los equipos refrigerados, se clasifican
en:
— Residencial.
— Comercial.
— Industrial.
— Transporte.
— También el criterio se
puede definir en su
finalidad:
— Para confort.
— Procesos industriales.
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Confort humano y estándares.
— El cuerpo humano genera calor y mantiene una
temperatura interna aproximada de 37° C (98.6 ° F).
— Nuestra piel permanece aproximadamente a 32° C
(90° F ).
— Para controlar su temperatura, el cuerpo utiliza la
convección por contacto de la piel con la ropa o
superficies frías o calientes, radiación a los cuerpos a
menor temperatura, convección con el aire o el agua
y evaporación por medio del sudor o el aliento.
Confort humano y estándares
— Adicionalmente, el cuerpo necesita aire fresco que le
proporcione oxígeno y le permita eliminar el CO2.
— Este aire fresco debe ser limpio y libre de polvo,
humos, polen de plantas, etc., o causará irritación en
los ojos, garganta, nariz y pulmones.
— Para mantener el confort, se deben controlar:
— La
—
—
—
—
temperatura (de bulbo seco), por medio de
enfriamiento o calentamiento sensible del aire.
La humedad (relativa o temperatura de bulbo
húmedo),
por
medio
de
humidificación
o
deshumidificación (calor latente).
El movimiento del aire, o circulación.
La limpieza del aire, por medio de filtrado.
La ventilación, por la introducción de aire exterior a la
zona acondicionada para eliminar olores desagradables
y CO2 e introducir O2.
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— ¿Por qué las personas sienten calor y otras frío
en iguales condiciones ?
— R/ Principalmente depende de los diferentes
metabolismos y el índice de masa corporal.
— Los niños y los ancianos sienten frío antes que los
jóvenes y los adultos.
— Las personas con sobrepeso sienten calor mas rápido,
pero frío mas lento.
— Las mujeres pierden calor mas rápidamente que los
hombres y si están embarazadas, el incremento de
sangre en el cuerpo les produce una sensación de
calor mayor.
— La ASHRAE (American Sociaty for Heating, Refrigerating
and Air Conditioning Engineers) desarrolló por varios
años un estudio estadístico para evaluar la reacción de
personas de diferentes edades en diferentes rangos de
temperatura, humedad y movimiento del aire.
— Las condiciones donde la mayoría de las personas se
sentían mejor se conoce como zona de confort y cada
combinación como temperatura efectiva.
— Estas condiciones pueden variar en aplicaciones donde el
espacio será ocupado por corto tiempo y no existe un
tiempo adecuado para “aclimatarse”.
— Los valores recomendados son:
— INVIERNO 72 – 75° F TBS y 35 – 40% HR
— VERANO
75 – 78° F TBS y 50 – 55% HR
— Con las normas de ahorro energético en algunos países,
las temperaturas pueden variarse a 68° F en invierno y
80° F en verano.
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— Sensación térmica:
— Se
llama sensación térmica a la temperatura
equivalente que una persona experimente por
variaciones de humedad y velocidad del viento.
— Por ejemplo:
— Una persona al salir de una piscina y expuesta a una
brisa sentirá
frío aun cuando la temperatura
ambiente sea alta.
— Una persona junto a una ventana expuesta al sol,
puede sentir calor aun con presencia de aire
acondicionado.
Agradable
Tolerable
Peligroso
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Calidad del Aire
— Los sistemas deben operar para proporcionar
cantidades suficientes de aire limpio para
mantener los niveles de oxígeno dentro de un
rango aceptable y diluir los contaminantes
generados dentro de los espacios ocupados.
— Como nota, el ser humano promedio respira 36
lb de aire al día, come y bebe 3.8 y 4.3 lb de
agua respectivamente.
Calidad del Aire
— El aire debe estar razonablemente libre de polvo,
la sensación de aire muerto o viciado y olores
desagradables.
— Estas condiciones se logran generalmente por medio
de filtros y con ventilación.
— Tomando
en cuenta esto, se estiman las
cantidades de aire mínimas que los sistemas de
aire acondicionado deben proporcionar.
Calidad del Aire
— Tabla de suministro de ventilación.
Área Acondicionada
Banco
Bar
Oficina
Uso general
Uso privado
Uso residencial
Restaurante
Teatro
Almacén detalles
CFM/persona
10 a 7.5
40 a 25
15 a 10
25 a 15
30 a 25
20 a 10
15 a 12
15 a 10
10 a 7.5
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Sistemas “solo enfriamiento” y
“bombas de calor”
— En las aplicaciones de aire acondicionado para el
confort humano en edificios expuestos a climas
extremos, será necesario contar con enfriamiento
durante las estaciones calientes y calefacción en las
estaciones frías.
— En El Salvador, no se requiere calefacción, por lo que
casi todos los equipos que se importan son del tipo
“solo enfriamiento”.
Es decir, no disponen de
resistencias o sistemas que generen calor.
— Esto facilita los criterios de diseño en los edificios.
— En las aplicaciones donde es necesario usar
calefacción, se puede utilizar un sistema de
refrigeración con ciclo reversible.
— Esto se logra utilizando una válvula de tres vías que
invierte el flujo de refrigerante, convirtiendo el
condensador en evaporador y el evaporador en
condensador.
— De esta forma, el calor se absorbe del medio
ambiente frío (exterior) y se descarga al interior para
lograr la calefacción.
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Los Equipos de Aire Acondicionado
— Como referencia, los diferentes tipos de equipo
de aire acondicionado son:
— De Ventana
— Paquetes
— Mini-divididos (Minisplit)
— Divididos (Splits) o Centrales
— Enfriadores de agua o Chillers
Equipos
de
Ventana
Equipos de ventana
— También
llamados
R.A.C.
(Room Air Conditioner).
— Pueden
fabricarse
en
versiones de solo enfriamiento
o bombas de calor.
— Son equipos de pequeñas
dimensiones y capacidades no
mayores a 3 TR.
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Equipos de ventana
— Diseñados para un montaje rápido en boquetes
de pared y marcos de ventanas residenciales,
hoteles o de oficinas pequeñas.
— Todos sus componentes están contenidos en
una sola carcasa, por lo que no requieren de
mano de obra calificada para su montaje y
suelen
venderse
incluso
como
otros
electrodomésticos del hogar.
Equipos de ventana
— Pueden tener compresores reciprocantes o
rotativos, pero su eficiencia es
comparada con la de otros equipos.
menor
— El ruido del compresor al operar constituye una
desventaja de este sistema.
— No puede instalarse en espacios con divisiones o que
no colinden al exterior, ya que deben evacuar el
calor del condensador y el agua que condensa del
evaporador.
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Equipos de ventana
— Los modernos equipos de ventana
están diseñados con formas atractivas
y lograr comodidad en su operación
(control remoto, programación de
encendido y apagado, filtros de aire
bacteriológicos, etc.).
— También existen del tipo
portátil con
ruedas, con un ducto para descarga del
aire caliente del condensador por la
ventana o por una puerta.
P.T.A.C.
— Los paquetes terminales de aire acondicionado
(Package Terminal Air Conditioner), son un
tipo especial de unidades que se instala en
ventanas o huecos especialmente construidos
en las paredes de la habitación.
— Su aplicación es principalmente comercial en
habitaciones de hoteles o cuartos de alquiler, ya
que presentan una mejor estética y modalidades
de control manual o remoto.
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Equipos Mini-Split
Equipos Mini-split
— Son equipos de uso residencial o comercial
ligero.
— Han desplazado del mercado a los equipos de
ventana debido a su buena eficiencia,
excelente presentación y bajo nivel de ruido.
— No requieren ducto, por lo que también se les
puede encontrar con la denominación de “sin
ducto” (duct-free).
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Equipos Mini-split
— Se
denominan mini-split (pequeña sistema
dividido) porque la unidad evaporadora y su
drenaje de condensado se instalan dentro de la
habitación o local a acondicionar, mientras que la
unidad condensadora se puede instalar lejos (4
metros) para minimizar el ruido y la vibración del
compresor.
— Son de mayor costo que los sistemas de ventana
y requieren mano de obra especializada para la
instalación de tubería, la carga de refrigerante y
en el mantenimiento preventivo.
Equipos
Mini-split
Equipos Mini-split
Existen en varias versiones:
— De pared o High-wall (de 0.75 a 2 TR).
— De techo o Under-ceiling (de 1.5 a 5 TR).
— De cassette o In-ceiling (de 1.5 a 4 TR).
— Otras de uso especial o decorativas.
— Por ejemplo, LG posee equipos que simulan un
marco de fotos o un cuadro en la pared, pero que
en realidad es un equipo de aire acondicionado.
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http://mx.lge.com/proddivergent.do?categoryId=0502&modelCategoryId=&parentId=05
Tomado de manuales de instalación equipo minisplit
marca CARRIER
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Multi-split
— Debido a la falta de ducto y el tamaño
reducido, los mini-split no pueden operar para
acondicionar espacios separados por paredes o
divisiones.
— El diseño multi-split soluciona esta limitante, al
utilizar una unidad condensadora de capacidad
variable con dos o más evaporadores que
acondicionan zonas definidas, cada cual con su
propio termostato.
Multi-split
— El control de capacidad
de los evaporadores se
logra instalando válvulas
solenoides en la tubería
de líquido.
— Los compresores son del
tipo scroll o rotativo.
Aplicación Práctica para lograr
Eficiencia Energética
En los edificios, se puede obtener eficiencia energética
de dos formas principalmente:
1. Usar equipos eficientes con EER mayores a 13.
2. Operar eficientemente los equipos existentes y
efectuarles un mantenimiento adecuado.
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Buenas Prácticas en Aire Acondicionado1
Apagar los equipos cuando no estén siendo utilizados. De no
existir un sistema automatizado se debe generar una cultura
dentro del negocio para apagar aquellos equipos de A/C
cuando no estén siendo utilizados.
Buscar la zona de confort. Este punto se debería buscar fijar
la temperatura en 25ºC para no sacrificar la comodidad de
los usuarios de las instalaciones. Se debe tener en cuenta
que una variación de 1ºC puede suponer en el consumo una
diferencia del 3 al 6%.
1: Fuente:
Manual de Buenas Prácticas en Turismo, PROARCA
Efectuar mantenimiento y limpieza al equipo de A/C. Se
recomienda la limpieza periódica de los filtros de los equipos, esto
ayuda a mejorar la eficiencia en el desempeño de los equipos.
Evitar mantener luces encendidas innecesariamente. Las luces
encendidas va a aportar calor a la habitación requiriendo una
cantidad mayor de trabajo por parte de la unidad de A/C.
Buscar formas de disminuir la radiación solar. A través de
persianas, cortinas, toldos, películas reflejantes, árboles etc., se
puede disminuir la incidencia del sol haciendo que los sistemas no
reciban tan alto nivel de energía calórica como si estuviesen al
descubierto.
1:
Fuente: Manual de Buenas Prácticas en Turismo, PROARCA
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Aislar térmicamente los edificios. Los sistemas de aire
acondicionado trabajarán de una manera más eficiente si
logramos disminuir al máximo o eliminar las entradas de aire
que fuerzan los sistemas al existir un constante intercambio
de calor con el ambiente. Se busca no sólo no perder el nivel
de enfriamiento existente sino también evitar que el interior
se caliente producto del calor ambiental. Un buen
aislamiento puede repercutir en grandes ahorros en aire
acondicionado.
1: Fuente:
1: Fuente:
Buenas Prácticas en Aire Acondicionado
Utilizar sistemas centralizados o unidades multisplit. Los
sistemas de aire acondicionado trabajarán de una manera
más eficiente si utilizamos compresores de mayor
capacidad y unidades en cada aposento que se activen
independientemente.
Se recomienda administrar la ocupación de las habitaciones
de acuerdo a la utilización máxima de estos sistemas.
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Caso Práctico
Sustitución por equipos más eficientes
Ejemplo:
Un equipo de Aire Acondicionado de ventana de 10,000
BTU/h tiene una potencia de 1.4 kW.
En el mercado se encuentra una unidad mini-split de la
misma capacidad con una potencia de 1.0 kW.
La unidad actual opera 5,000 horas anuales. El factor de
carga del aire es del 80%. Para una tarifa eléctrica
promedio de $0.20/kWh. ¿Cuánto será el ahorro anual?
Solución
— Equipo 1
KWh/año = 1.4 x 5000 x 0.8 = 5,600
— Equipo 2
KWh/año = 1.0 x 5000 x 0.8 = 4,000
— Ahorro en energía = 5,600 – 4000 = 1,600 KWh/año
— Ahorro en US$
= 1,600 x 0.20 = $320.00
¿PREGUNTAS?
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MрDULO 407 equipos comerciales 3p

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