Presentamos una serie de recomendaciones en instalación y operación claves para lograr un funcionamiento eficiente de equipos de aire acondicionado.
por Ing. Willian Morales*
Iniciaremos este artículo presentando diferentes tópicos sobre instalaciones uevas y con equipos ya usados en aire acondicionado.
Tópicos: 1. Instalación nueva:
- Equipos nuevos
- Análisis de la ubicación geográfica de la instalación.
- Análisis racional de la ubicación de la Unidad Condensadora y Evaporadora.
- Optimización de la termodinámica del equipo a instalar como es el refrigerante.
- Presión optima de trabajo en el evaporador y condensador, recalentamiento en el evaporador, subenfriamiento en el condensador.
- Distribución correcta del aire en el evaporador y en el condensador.
- Comprobación del cumplimiento de los parámetros termodinámicos, eléctricos.
2.- Instalación con tiempo indeterminado de uso: Equipos ya usados
- Toma de la fotografía de la instalación antes de la toma de datos iniciales generales
- Datos a tomar, presión de baja y alta del sistema, amperaje de trabajo del equipo, calculo
- De la potencia absorbida del sistema, temperatura y H.R. de entrada y salida del Condensador, temperatura y H.R. de la entrada y salida del evaporador, medida del Recalentamiento del evaporador y subenfriamiento del condensador, pueden tomarse más datos para una mejor evaluación del trabajo de mantenimiento.
Búsqueda de las posibles mejoras con un mínimo trabajo y costo:
- Mejorar la ubicación del condensador, posible reubicación del evaporador
- Buscar la presión adecuada para lograr un frio de calidad, en el lado de baja y de alta Presión del sistema.
- Realizar una limpieza del gas refrigerante contaminado mediante filtros secadores
- Realizar la correcta carga de refrigerante midiendo el recalentamiento y subenfriamiento
- Limpieza de impurezas en el serpentín evaporador y serpentín condensador, así mismo la lubricación de motores ventiladores, cambio de rodamientos y peinado de las aletas.
- Medición del EER, COP, actual del sistema con apoyo de mediciones reales de rendimiento del evaporador, consumo de potencia en el compresor y motores auxiliares.
Metodologías para una correcta instalación del evaporador y condensador evaporador: En el caso de sistemas de aire acondicionado equipados con evaporadores de expansión directa o serpentines de agua helada tomar en cuenta lo siguiente:
Flujo de aire acorde con la carga térmica de la habitación, tomando nota de las características de la zona ocupada, podemos considerar un flujo de aire de 400 CFM por tonelada de refrigeración si no se dispone de medios para saber las especificaciones del producto, así mismo puede suponerse con un buen criterio que la temperatura de suministro del aire frío a la habitación puede ser de 52 °F, esto es por una recomendación traducida de una formula conocida: Tsuministro = Tinterior + 2 veces la altura de la habitación que generalmente es de 9 pies (3 metros) todas la temperaturas en °F.
Dirección del flujo de aire primario de modo de lograr una velocidad terminal de 0.22 m/s, o de 25 pies por minuto, como máximo al juntarse con el aire secundario que se forma por rozamiento entre capas de aire con las corrientes de aire primarias, en toda la habitación, considerando sólo el área ocupada técnica, es decir un paralelepípedo cuyas medidas sean tomadas dentro de la habitación dejando 0.5 m. de las paredes y con una altura de 1.80 metros desde el piso, en donde deben darse las condiciones de confort humano.
En caso de usar difusores de aire estos se seleccionan de acuerdo a gráficos de rendimiento, considerando el efecto coanda, que significa que el flujo de aire de salida de los difusores es atraído hacia el techo por un tema de presiones, para luego descender hacia los usuarios a una distancia relativa diferente de lo pensado.
La medición de las temperaturas y H.R. de entrada del evaporador para una habitación de 3 metros estarán dentro de los rangos siguientes para una instalación normal cuyo factor de calor sensible tiene un valor de 0.75:
- Temperatura y H.R. de ingreso: 70°F – 75°F, 45% - 60%
- Temperatura y H.R. de salida: 48°F - 52°F, 85% - 95%
Con estos datos se puede encontrar la producción de frío actual y real del equipo, es decir si en la placa de especificaciones técnicas del equipo puede decir 60,000 BTUH, sin embargo el rendimiento verdadero del equipo saldrá de estas mediciones y la aplicación de la psicrometría.
En el caso de tener que colocar más de un difusor de 4 vías en una habitación la ubicación de los mismos con respecto a la distancia entre ellos debe seguirse el siguiente consejo, la relación entre la distancia entre difusores y la altura de la habitación debe estar en razón a 1.5 m.
Condensador
Las recomendaciones para los condensadores son semejantes, pero no iguales a las del evaporador.
Antes de pensar en colocar el condensador en la azotea debo pensar diferente a un arquitecto que los colocaría concordantes con las paredes del edificio en forma que esté pegado a las paredes guardando una distancia mínima entre ellos y evitar los flujos de aire que se dirijan ya calientes a otro condensador, esto ya es mucho pedir para un arquitecto que solo ve la estética mas no está preparado para conocer los efectos de la transferencia de calor por conducción, convección y radiación.
Los instaladores no se guían de la belleza en una azotea, más bien debemos hacer un estudio previo de la dirección del viento en cada ciudad y aun en cada distrito de la ciudad, para saber qué dirección y velocidad tiene por mapas de viento que son de conocimiento por internet; en el caso de Lima la dirección histórica de los vientos es mayoritariamente desde el Sur, en menor escala del SE y del SO, entonces la entrada del aire al condensador debe recibir el aire en esa dirección, aunque eso obligue que el condensador se ubique en una dirección distinta a la pared de la azotea, de preferencia el condensador debe estar en alto y no tener obstáculos como paredes adyacentes.
Por un criterio equivocado a veces se tapan con una pared de concreto los equipos roof top o los condensadores enfriados por aire, con la finalidad que no se vean de afuera desde la calle, esto es absurdo si no se desea que se vean es mejor construir una pared de ladrillo ornamental con orificios o una reja de metal con orificios que no dejen ver la silueta de los equipos de aire acondicionado, pero dejan pasar los flujos de aire al menos así es un paliativo a colocar una pared de concreto, como he visto muchas veces, que obstruye el flujo de aire hacia el condensador. El consumo de energía adicional que gasta el equipo por estar parcialmente tapado al flujo de aire va desde 10% al 35% más de energía eléctrica que si estuviera bien ventilado, de seguir las recomendaciones esto se traducirá en un pago mensual de energía eléctrica mucho menor.
Verificar una presión de refrigerante que produzca un frío de calidad en concordancia con los datos del evaporador. Normalmente en época de calor usamos para el R -22 una presión manométrica de 60 psig y para la presión de alta del sistema usamos como referencia 220 psig, si vemos este dato en la regla P-T, observaremos que corresponden a una temperatura de evaporación de 34°F (1 °C) en el evaporador y en el condensador la temperatura de condensación será de 108 °F (42 °C), de este modo podemos encontrar con 1 °C y con 42 °C , las presiones de cualquier refrigerante que deseamos que trabaje igual como lo hace con el refrigerante R – 22, en este caso para el R - 410 a, observando en la regla P – T se obtienen las presiones de 105 psig y de 360 psig respectivamente.
El color de la unidad condensador debe ser claro, así mismo puede tener un techo, de modo que no se caliente su estructura metálica, por supuesto el techo no debe obstruir el flujo de aire del ventilador del condensador, colocar un techo al equipo condensador contribuye a una disminución del consumo eléctrico del orden del 5% al 7.5% del consumo eléctrico del equipo de aire acondicionado.
La instalación de la unidad condensadora debe hacerse de modo que se pueda hacer un mantenimiento continuo sin peligro de caerse al precipicio, es ridículo como algunos colegas hacen la instalación de la unidad condensadora en una pared de la fachada sin ningún acceso a un futuro mantenimiento. Eso es completamente irracional. Para realizarlo se tendría que colocar un andamio grande y seguro en un mantenimiento de rutina, eso puede ser costoso, el propietario del equipo rechaza un mantenimiento por ser muy caro, la falta de mantenimiento origina un elevado consumo de corriente eléctrica del equipo que tendrá que pagar ese costo alto el propietario del equipo.
La rutina de mantenimiento mínima para equipos con una ubicación normal en Lima, en un lugar no muy polvoriento debe ser de cada tres meses, sea verano o invierno, así se logrará que el equipo siempre esté listo a trabajar económicamente, para zonas de mayor polución ambiental este tiempo debe reducirse, especialmente en zonas mineras que se encuentren cerca de la ciudad.
Instalaciones mal realizadas por el frigorista
Respecto al aislante de succión, tiene un tiempo de vida con un aislamiento eficaz, pasado los 5 años deben cambiarse totalmente.
Los técnicos frigoristas piensan que el aislante se coloca para siempre, pero no es así, ya que el aislante se moja por razones de contaminación por el vapor de agua condensado en su interior en razones climáticas que tiene que ver con su protección con una barrera de vapor y la temperatura de punto de rocío, aun estando mojado lo dejan así, pero debe cambiarse por nuevos aislantes secos, ya que en caso contrario el consumo se incrementa en un 5% a 7% por tener aislantes mojados o dañados.
Del usuario y la temperatura graduada
De acuerdo a la ley Peruana, RNE Título III.1 Capitulo IX Articulo 54, por razones de conservación del medio ambiente, la temperatura debe estar entre 24°C +- 2°C, con una humedad relativa de 50% +- 5%. Publicado en el diario el Peruano en la página 118.
El usuario del equipo de aire acondicionado debe aprender que con una ropa ligera no necesita una temperatura menor que la que dicta la ley, así ahorrará mucha energía eléctrica logrando una comodidad térmica en sus ambientes, en razón a este motivo puede conseguir ahorros de consumo de energía del orden del 10% hasta el 25% del equipo de aire acondicionado logrando así reducir su pago del recibo de electricidad y la conservación del medio ambiente.
* Ing. Willian Morales Quipe. Mecánico Electricista UNI – CIP N° 93846. Gerente General RETER EIRL – PERÚ. Puede ser contactado por correo electrónico: [email protected]
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