Analizamos el funcionamiento de las unidades de aire acondicionado en cuanto al control de temperatura y humedad para evitar altas fluctuaciones.
por Alfredo Sotolongo*
¡La energía más económica de producir es la que se ahorra!
La situación con la entalpía en nuestros países tropicales, lo cual refleja la alta humedad y temperatura del aire exterior es lo que más llama la atención a quienes leen mis escritos. El control de la temperatura y la humedad del aire, entre otras cosas, son muy importantes para la calidad del aire en el interior de las áreas acondicionadas.
El uso de controles de dos posiciones, encendido y apagado, ha prevalecido por muchos años. Fluctuaciones exageradas en la temperatura y en la humedad se presentan con este tipo de control, favor de referirse a la Figura 1.
Figura 1.
El control de dos posiciones ha evolucionado y ahora existen sistemas muy superiores de control modulante que proporcionalmente regulan la temperatura y la humedad evitando fluctuaciones exageradas, favor de referirse a la Figura 2.
Figura 2.
En el caso del control de dos posiciones, cuando el compresor arranca, enfría el aire a su máxima capacidad reduciendo la temperatura del aire por debajo del punto de control del termostato (Dead Band). Cuando la temperatura en el área acondicionada llega a bajar hasta el límite inferior del termostato (Dead Band), el compresor se apaga. Entonces el calor sensible del área acondicionada hace que la temperatura del aire suba pasando el punto de control y llegando hasta el límite superior del termostato (Dead Band). Al llegar a dicho valor, el compresor arranca de nuevo y se repite el ciclo.
Al enfriarse el aire en la unidad de aire acondicionado, el vapor de agua en el aire se condensa y se precipita hacia la bandeja de condensación. Por ejemplo, cuando un líquido frío se vierte en un vaso, el exterior del vaso suda y esto se debe a que el vapor de agua que se encuentra en el aire alrededor del vaso se condensa y se precipita. Cuando el aire se enfría pierde su propiedad de sostener vapor de agua. En un área acondicionada el vapor de agua en el aire se condensa al enfriarse a través del serpentín de la misma manera que sucede en el exterior del vaso.
Cuando al aire se le baja la temperatura para remover la mayor cantidad posible de vapor de agua, se encuentra en condición de saturación, 100% humedad relativa. Y así sale del serpentín de la unidad de aire acondicionado. En el caso de bajo porciento de aire exterior (15%-25%), no siempre es necesario recalentarlo ya que el calor sensible del área acondicionada es removido por el aire total que maneja la unidad y termina en condiciones de aire neutral 75⁰F bulbo seco y 50% humedad relativa. En casos donde tenemos que sobre enfriar el aire para secarlo lo más posible y la carga sensible del área acondicionada no es suficiente, entonces hay que recalentarlo añadiéndole calor sensible. El calor sensible que se añada debe ser sin gastar energía adicional.
En el caso de 100% de aire exterior, que es el caso más crítico, el aire que sale saturado del serpentín hay que recalentarlo aplicando calor sensible hasta llevarlo lo más cerca posible de las condiciones de aire neutral. Normalmente una unidad dedicada a procesar 100% de aire exterior (DOAS) suministra aire neutral (75⁰F y 50% HR) al resto de las unidades de aire acondicionado y no se afecta la capacidad de estas. Esto se logra usando compresores modulantes junto con recalentamiento modulante por gas caliente como aparece en el diagrama de la unidad AAON dedicada DOAS.
Figura 3.
La mejor manera de lograrlo, según recomienda el fabricante AAON, es utilizando unidades dedicadas (DOAS) de expansión directa, inclusive cuando el resto de las unidades utilizan agua fría en sus serpentines. Es el sistema de control más preciso y confiable.
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* Presidente de Protec, Inc., está certificado como ingeniero profesional en Puerto Rico y en el estado de la Florida; tiene más de 40 años de experiencia en la aplicación y venta de sistemas y equipos para la conservación de energía. Es miembro de ASME (American Society of Mechanical Engineers), AEE (Association of Energy Engineers), ASHRAE y fue presidente del capítulo Miami de dicha asociación.
Toda la información es muy importante, muchas gracias
Gracias Wilson por seguir nuestros contenidos.
Saludos de parte del equipo de ACR Latinoamérica.