Sistema enfriador-fancoil: principio de funcionamiento y disposición del sistema de termorregulación.
El sistema climático enfriador-ventilador multizona está diseñado para crear condiciones cómodas dentro de un edificio grande.Funciona constantemente: suministra frío en verano y calor en invierno, calentando el aire a la temperatura establecida. Vale la pena conocer su dispositivo, ¿no crees?
El artículo que proponemos describe en detalle el diseño y los componentes del sistema climático. Los métodos para conectar equipos se dan y analizan en detalle. Te contamos cómo funciona y funciona este sistema de termorregulación.
El contenido del artículo:
Componentes del circuito enfriador-ventilador.
La función del dispositivo de enfriamiento se asigna al enfriador, una unidad externa que produce y suministra frío a través de tuberías por las que circula agua o etilenglicol. Esto es lo que lo distingue de otros sistemas divididos, en los que se bombea freón como refrigerante.
Para el movimiento y transmisión de freón, refrigerante, se necesitan costosas tuberías de cobre. En este caso, las tuberías de agua con aislamiento térmico hacen frente a esta tarea. Su funcionamiento no se ve afectado por la temperatura del aire exterior, mientras que los sistemas split con freón pierden su funcionalidad ya a -10⁰. La unidad interna de intercambio de calor es un fancoil.
Recibe líquido a baja temperatura, luego transfiere el frío al aire de la habitación y el líquido calentado regresa al enfriador. Hay unidades fancoil instaladas en todas las habitaciones. Cada uno de ellos trabaja según un programa individual.
Normalmente, estos sistemas se utilizan en hipermercados, centros comerciales, estructuras construidas bajo tierra y hoteles. En ocasiones se utilizan como calefacción. Luego, se suministra agua calentada a los fancoils a través del segundo circuito o el sistema se cambia a la caldera de calefacción.
Diseño de sistemas
Según el diseño, los sistemas chiller-fancoil pueden ser de 2 o 4 tubos. Según el tipo de instalación, los dispositivos se distinguen entre de pared, de suelo y empotrados.
El sistema se evalúa según los siguientes parámetros básicos:
- potencia del enfriador o capacidad de enfriamiento;
- rendimiento del fan coil;
- eficiencia del movimiento de masas de aire;
- longitud de las carreteras.
El último parámetro depende de la resistencia de la unidad de bombeo y de la calidad del aislamiento de la tubería.
Conexión de la enfriadora y el fan coil
El buen funcionamiento del sistema se produce mediante la conexión. enfriador con uno o más fancoils a través de tuberías aisladas térmicamente. En ausencia de este último, la eficiencia del sistema cae significativamente.
Cada batería fina dispone de una unidad de tubería individual, a través de la cual se regula su rendimiento tanto en el caso de generación de calor como de frío. El flujo de refrigerante en una unidad separada se regula mediante válvulas especiales: válvulas de cierre y control.
Si no se permite la mezcla de refrigerante y refrigerante. el agua se calienta en un intercambiador de calor independiente y el circuito se complementa con una bomba de circulación. Para garantizar un ajuste suave del flujo de fluido de trabajo a través del intercambiador de calor, se utiliza una válvula de 3 vías al instalar el circuito de tuberías.
Si se instala un sistema de dos tuberías en un edificio, tanto la refrigeración como la calefacción se producen gracias a un enfriador: un enfriador. Para mejorar la eficiencia de la calefacción utilizando unidades fancoil durante la época fría, además del enfriador, se incluye una caldera en el sistema.
A diferencia de un sistema de dos tubos con un intercambiador de calor, el sistema de cuatro tubos contiene 2 de estas unidades. En este caso, el fancoil puede funcionar tanto para calefacción como para frío, utilizando en el primer caso el líquido que circula en el sistema de calefacción.
Uno de los intercambiadores de calor está conectado a una tubería con refrigerante y el segundo a una tubería con refrigerante. Cada intercambiador de calor tiene una válvula individual controlada por un control remoto especial. Si se utiliza este esquema, el refrigerante nunca se mezcla con el refrigerante.
Dado que la temperatura del refrigerante en el sistema durante la temporada de calefacción oscila entre 70 y 95⁰ y para la mayoría de los fancoils excede el nivel permitido, primero se reduce. Es por eso agua caliente‚ procedente de la red de calefacción central hasta los fancoils ‚ pasa por un punto de calefacción especial.
Principales clases de enfriadores.
La división condicional de los enfriadores en clases se produce según el tipo de ciclo de refrigeración. Según esta característica, todos los enfriadores se pueden clasificar condicionalmente en dos clases: absorción y compresor de vapor.
La estructura de la unidad de absorción.
Un enfriador de absorción o ABCM utiliza una solución binaria con agua y bromuro de litio: un absorbente. El principio de funcionamiento es la absorción de calor por el refrigerante en la fase de conversión del vapor al estado líquido.
Estas unidades utilizan el calor generado durante el funcionamiento de equipos industriales.En este caso, un absorbente con un punto de ebullición significativamente superior al parámetro correspondiente del refrigerante disuelve bien este último.
El diagrama de funcionamiento de una enfriadora de esta clase es el siguiente:
- El calor de una fuente externa se suministra a un generador, donde calienta una mezcla de bromuro de litio y agua. Cuando la mezcla de trabajo hierve, el refrigerante (agua) se evapora por completo.
- El vapor se transfiere al condensador y se convierte en líquido.
- El refrigerante ingresa al acelerador en forma líquida. Aquí se enfría y la presión baja.
- El líquido ingresa al evaporador, donde el agua se evapora y sus vapores son absorbidos por una solución de bromuro de litio, un absorbente. El aire de la habitación se enfría.
- El absorbente diluido se recalienta en el generador y el ciclo comienza nuevamente.
Un sistema de aire acondicionado de este tipo aún no se ha generalizado, pero está en plena sintonía con las tendencias modernas en materia de ahorro de energía y, por tanto, tiene buenas perspectivas.
Diseño de unidades de compresión de vapor.
La mayoría de las unidades de refrigeración funcionan mediante enfriamiento por compresión. El enfriamiento se produce debido a la circulación continua, la ebullición a bajas temperaturas, la presión y la condensación del refrigerante en un sistema de tipo cerrado.
El diseño de una enfriadora de esta clase incluye:
- compresor;
- evaporador;
- condensador;
- tuberías;
- regulador de flujo.
El refrigerante circula en un sistema cerrado. Este proceso está controlado por un compresor, en el que una sustancia gaseosa con una temperatura baja (-5⁰) y una presión de 7 atm se comprime cuando la temperatura se eleva a 80⁰.
El vapor seco saturado en estado comprimido ingresa al condensador, donde se enfría a 45⁰ a presión constante y se convierte en líquido.
El siguiente punto en la trayectoria del movimiento es el acelerador (válvula reductora). En esta etapa la presión disminuye desde el valor correspondiente a la condensación hasta el límite en el que se produce la evaporación. Al mismo tiempo, la temperatura desciende hasta aproximadamente 0⁰. El líquido se evapora parcialmente y se forma vapor húmedo.
Al ingresar al intercambiador de calor, el evaporador, la sustancia de trabajo, una mezcla de vapor y líquido, emite frío al refrigerante y toma calor del refrigerante, secándose al mismo tiempo. El proceso ocurre a presión y temperatura constantes. Las bombas suministran líquido a baja temperatura a las unidades fancoil. Habiendo pasado este camino, el refrigerante regresa al compresor para repetir nuevamente todo el ciclo de compresión de vapor.
Características específicas de una enfriadora por compresión de vapor
En climas fríos, la enfriadora puede funcionar en modo de enfriamiento natural, lo que se denomina enfriamiento gratuito. Al mismo tiempo, el refrigerante enfría el aire de la calle. Teóricamente, el freecooling se puede utilizar a una temperatura exterior inferior a 7⁰C. En la práctica, la temperatura óptima para ello es 0⁰.
Cuando se configura en modo “bomba de calor”, la enfriadora funciona para calefacción.El ciclo sufre cambios, en particular, el condensador y el evaporador intercambian sus funciones. En este caso, el refrigerante debe calentarse en lugar de enfriarse.
Este modo se utiliza con mayor frecuencia en grandes oficinas, edificios públicos, almacenes. El enfriador es una unidad de refrigeración que produce 3 veces más frío del que consume. Su eficiencia como calentador es aún mayor: consume 4 veces menos electricidad de la que produce calor.
¿Cuál es la diferencia entre refrigerante y refrigerante?
Un refrigerante es una sustancia de trabajo que, durante el ciclo de refrigeración, puede existir en diferentes estados de agregación a diferentes valores de presión. El refrigerante no cambia los estados de fase. Su función es transferir frío o calor a una distancia determinada.
El transporte de refrigerante se controla mediante un compresor y el refrigerante se transporta mediante una bomba. La temperatura del refrigerante puede caer por debajo del punto de ebullición o superarlo. El refrigerante, a diferencia del refrigerante, funciona constantemente a temperaturas que no superan el punto de ebullición a la presión actual.
El papel del fan coil en el sistema de aire acondicionado.
El fancoil es un elemento importante de un sistema de aire acondicionado centralizado. El segundo nombre es fan coil. Si el término fan-coil se traduce literalmente del inglés, suena como un intercambiador de calor de ventilador, que transmite con mayor precisión el principio de su funcionamiento.
El propósito del dispositivo es recibir medios de baja temperatura. El listado de sus funciones incluye también tanto la recirculación como la refrigeración del aire del local donde se instala, sin necesidad de entrada de aire del exterior. Los elementos principales del fan-coil se ubican en su cuerpo.
Éstas incluyen:
- ventilador centrífugo o diametral;
- intercambiador de calor en forma de serpentín, compuesto por un tubo de cobre y aletas de aluminio montadas en él;
- filtro de polvo;
- Bloque de control.
Además de los componentes y piezas principales, el diseño del fancoil incluye una bandeja para recoger el condensado, una bomba para bombear este último y un motor eléctrico a través del cual giran las compuertas de aire.
Dependiendo del método de instalación, existen fancoils de techo, unidades de conductos, montadas en conductos por los que fluye el aire, unidades sin marco, donde todos los elementos están montados en un marco, unidades de pared o consolas.
Los dispositivos de techo son los más populares y tienen 2 versiones: casete y conducto. Los primeros se instalan en grandes estancias con falsos techos. La vivienda se encuentra detrás de la estructura suspendida. El panel inferior permanece visible. Pueden dispersar el flujo de aire en dos o en los cuatro lados.
La necesidad de refrigeración no siempre existe, por lo que, como se puede ver en el diagrama que muestra el principio de funcionamiento del sistema chiller-fincoil, en el módulo hidráulico se incorpora un contenedor que actúa como acumulador de refrigerante. La expansión térmica del agua se compensa mediante un tanque de expansión conectado a la tubería de suministro.
Controlan los fancoils tanto en modo manual como automático. Si el fancoil funciona para calefacción, el suministro de agua fría se corta manualmente. Cuando está trabajando para enfriar, se cierra el agua caliente y se abre el camino para el flujo de fluido de trabajo de enfriamiento.
Para funcionar en modo automático, el panel establece la temperatura requerida para una habitación específica. El parámetro establecido se mantiene mediante termostatos que regulan la circulación de los refrigerantes, frío y caliente.
Dado que cualquier edificio grande tiene zonas con diferentes requisitos de temperatura, cada una de ellas debe ser atendida por una unidad fancoil separada o un grupo de ellas con configuraciones idénticas.
El número de unidades se determina en la etapa de diseño del sistema mediante cálculo. El costo de los componentes individuales del sistema enfriador-ventilador es bastante alto, por lo que tanto el cálculo como el diseño del sistema deben realizarse con la mayor precisión posible.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Vídeo #1. Todo sobre el diseño, funcionamiento y principio de funcionamiento del sistema de termorregulación:
Vídeo #2. Sobre cómo instalar y poner en marcha la enfriadora:
La instalación de un sistema chiller-fancoil es aconsejable en edificios medianos y grandes con una superficie superior a 300 m². Para una casa privada, incluso una grande, instalar un sistema de termorregulación de este tipo es un placer costoso. Por otro lado, estas inversiones financieras proporcionarán comodidad y bienestar, y esto es mucho.
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