SISTEMAS AIRE-AGUA

LOS SISTEMAS AIRE-AGUA
™ Este tipo de procedimientos de climatización presentan la
particularidad de utilizar conjuntamente dos fluidos
primarios, como son el aire y el agua, ambos son tratados
en centrales diferentes y de esta forma se trasiegan hasta
los equipos terminales, los cuales se encargan de
climatizar los locales.
™ La distribución de los fluidos primarios exige la existencia,
no solo de dos diferentes centrales, sino también de dos
equipamientos intermedios de interconexión de las
unidades terminales, es decir se necesita:
SISTEMAS AIRE-AGUA
¾ Una red de tuberías de canalización de agua.
¾ Una red de conductos de distribución de aire.
™ La presencia de una red de conductos de aire asegura
eficazmente la tasa de renovación de aire nuevo exterior
con un control satisfactorio del grado de humedad a
mantener en el interior de los recintos a servir.
E. TORRELLA
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E. TORRELLA
SISTEMAS AIRE-AGUA
Clasificacion
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SISTEMA DE EYECTOCONVECTORES
Esquema básico a dos tubos
™Los procedimientos mixtos de climatización suelen
subdividirse atendiendo al tipo de elementos
terminales en la instalación, y así pueden
distinguirse:
¾ Sistemas de eyectoconvectores o inductores.
¾ Sistemas de ventiloconvectores o fan-coils con aire
suplementario.
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EYECTOCONVECTOR
ELEMENTOS
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EYECTOCONVECTOR DE TECHO
A DOS TUBOS
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EYECTOCONVECTOR
TOBERAS
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SISTEMA DE EYECTOCONVECTORES
AIRE PRIMARIO
™ El aire exterior de ventilación se recoge en el climatizador
central donde es filtrado, precalentado y humidificado en
invierno o enfriado y deshumidificado en verano. Algo de
aire procedente de los locales puede ser mezclado con el
aire exterior si los requerimientos de aire primario de los
inductores de los locales son superiores a las necesidades
mínimas de aire de ventilación. El aire primario cumple las
siguientes funciones:
¾ Proporcionar el aire nuevo de ventilación para los locales.
¾ Proporcionar la capacidad necesaria de deshumidificación o
humidificación.
¾ Aportar la potencia necesaria para satisfacer las pérdidas o
ganancias térmicas por transmisión a través de muros y ventanas.
¾ Suministrar la presión suficiente para provocar la inducción de aire
del local a través de la batería secundaria y asegurar una
adecuada distribución de aire en el interior del local.
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SISTEMA DE EYECTOCONVECTORES
BATERIA TERMINAL
EYECTOCONVECTOR
CONDENSADOS
™ La batería secundaria de la unidad inductor es alimentada con agua
fría o caliente mediante una red de tuberías de agua a dos tubos
desde la central de tratamiento. Esta batería secundaria tiene las
siguientes funciones principales:
¾ El agua fría que circula por la batería compensa únicamente las ganancias
de calor sensible producidas por personas, luces, insolación, máquinas y
otras fuentes similares de calor. El suministro de agua a la batería
secundaria se mantiene a una temperatura de entre 12 a 15ºC, lo que
trata de impedir la condensación de agua sobre esta.
¾ Puesto que la batería secundaria únicamente absorbe las ganancias de
calor sensible, la capacidad de la batería debe de poder ser variada por
un termostato que proporcione control individual de la temperatura en
cada local y permita al ocupante seleccionar sus propias condiciones.
¾ Cuando solo se requiera calefacción, en pleno invierno, el agua caliente se
hace circular por la batería secundaria para mantener la temperatura
deseada en el local.
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SISTEMA DE EYECTOCONVECTORES
FUNCIONAMIENTO
SISTEMA DE EYECTOCONVECTORES
PRINCIPIOS DE CONTROL
™ Con dos fluidos disponibles a temperaturas potencialmente diferentes,
es posible proporcionar simultáneamente refrigeración y calefacción
en cualquier estación del año:
™ Se utilizan básicamente dos métodos para controlar la
batería secundaria del inductor:
¾ Válvula de control de caudal de agua en la batería. Esta válvula
que puede ser de dos o tres vías, de accionamiento eléctrico o
neumático, es gobernada por un termostato ambiente o contenido
en el propio inductor.
¾ Sistema de aire de bypass en el inductor. El caudal de agua a
través de la batería secundaria se mantiene constante y la
variación de la capacidad se obtiene modulando el caudal de aire
de la habitación que se hace pasar por la batería mediante una
compuerta de bypass. El termostato de este sistema está
contenido en el propio inductor y la fuerza necesaria para mover la
compuerta de bypass se la proporciona la alta presión del aire
primario.
¾ En verano, cuando la temperatura exterior es superior a la temperatura
deseada en el interior de los locales a acondicionar, y todos ellos
requieren refrigeración, el aire primario se enfría y deshumidifica, y se
suministra agua fría a la batería secundaria del inductor para compensar
la potencia térmica sensible.
¾ En periodos interestacionales, el aire primario se calienta a temperatura
variable en función de la temperatura exterior (a menor temperatura
exterior, mayor temperatura de impulsión), para compensar las cargas
externas. A la batería secundaria del inductor se suministra agua fría para
compensar las cargas de refrigeración de los locales que lo requieran.
Esta práctica permite proporcionar calefacción a los locales que no están
sujetos a las cargas de luces, personas, y/o insolación.
¾ En pleno invierno el aire primario se precalienta hasta una temperatura
fija de unos 15 ºC, suministrándose agua caliente a los inductores para
que estos proporcionen y regulen la capacidad de calefacción necesaria a
los locales.
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EYECTOCONVECTORES
REGULACIÓN SOBRE CAUDAL
EYECTOCONVECTORES
A TRES O CUATRO TUBOS
™ El uso de los sistemas de distribución de agua a 3 ó 4 tubos representa una
modificación del sistema básico de inductores a 2 tubos. Con los sistemas de
distribución de agua a 3 ó 4 tubos en los inductores, se proporciona una
constante disponibilidad de suministro de agua fría y caliente, con lo que se
elimina la necesidad de que el aire primario se utilice como fuente de calor
(frigorífica o calorífica)
™ La disposición de un sistema a tres tubos es similar a la fan-colis, sin más que
sustituir la unidad terminal. Al igual que en los sistemas de fan-coils hay que
hacer observar que la disposición en tres tubos presenta el inconveniente de
una fuerte pérdida energética al mezclar las salidas de agua fría y caliente,
por lo que en la actualidad este tipo de disposición de tuberías ya no está en
uso.
™ La disposición de un sistema a cuatro tubos es también similar a la de fancoils con el mismo nº de tubos. Se requieren, por tanto, dos redes de
tuberías, una para agua fría y otra para agua caliente.
™ El aire primario se suministra generalmente a una temperatura constante
entre 12 y 15 ºC. En verano se refrigera y deshumidifica proporcionando
capacidad sensible además de latente y ventilación a los locales. En invierno
el aire primario se precalienta y humidifica si es necesario. La batería
secundaria del inductor, en invierno, debe tener la suficiente capacidad
calorífica para calentar el aire primario, además de proporcionar la suficiente
capacidad de calefacción para las necesidades del local.
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EYECTOCONVECTORES
A CUATRO TUBOS. VENTAJAS
TRANSFORMACIONES
™ El hecho de que el aire primario no tenga que ser utilizado como única fuente
térmica, permite una reducción de su caudal, y generalmente elimina la
necesidad de los conductos de aire de retorno, siempre que la sobrepresión
que se crea en el interior del recinto sea admisible. El ahorro económico que
proporciona la falta de conductos de aire de retorno, el menor tamaño tanto
del climatizador de aire primario como de los conductos de aire de impulsión
se pueden compensar con el mayor coste del sistema de distribución de agua.
™ La disponibilidad de agua fría y caliente proporciona una rápida respuesta a
los cambios en la carga, lo cual es una ventaja en edificios con grandes
superficies de cristal donde la insolación es un componente esencial de las
necesidades y puede variar ampliamente en un corto periodo de tiempo
debido a las sombras o la nubosidad variable.
™ Se elimina la necesidad de un cambio de ciclo. Cuando la temperatura exterior
es igual o menor a la temperatura de suministro del aire primario, el equipo
de refrigeración se para y solo es necesario el precalentamiento del aire.
™ Se puede proyectar el sistema para que los ocupantes puedan disponer de un
amplio margen de elección de la temperatura de interior del local, lo cual es
uno de los requerimientos de las habitaciones de un hospital.
w [g/kg]
30
ϕ = 100%
Período estival.
El aire primario puede ser todo nuevo, sin
recirculación.
Se ha exagerado el calentamiento en
conductos de impulsión.
1
3
6
ADP
4
5
7
2
T [°C]
0
0
2
f
1
Aire
recirculación
Aire
expulsión
3
Toberas
Batería
Eyecto.
Aire
inducido
7
4
Aire
renovación
Aire
impulsión
Aire
motriz
5
6
2
Batería
climatizadora
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OTROS SISTEMAS AIRE - AGUA
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OTROS SISTEMAS AIRE - AGUA
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