Calefacción en Sistemas de Volumen de Aire Variable (VAV)

Para el empleo del sistema VAV con calentamiento integrado, hay dos métodos básicos según el tipo de aplicación:

• Sistema VVT (Volumen y Temperatura Variable): Es el método más empleado y generalmente se realiza en equipos de expansión directa. Consiste en proveer el calentamiento en forma alternativa, ya sea para frío o para calor, pero no al mismo tiempo, mediante una bomba de calor (el evaporador y el condensador se invierten).
• Cajas Recalentadoras: Se utiliza en edificios donde se requiere un ajuste más preciso y que existan diferencias en los perfiles de temperatura, en los que el sistema VVT no llega a ser satisfactorio. Se emplean cajas o baterías recalentadoras que pueden actuar al mismo tiempo que la de frío, lo que representa un mayor consumo energético.

Caldera a gas natural o eléctrica: El colector puede estar conectado a una caldera que lleva el agua caliente desde la caldera a los equipos terminales.

Diseño y Funcionamiento del Sistema VAV

Diseñado específicamente para confort, consta de una Unidad de Tratamiento de Aire (UTA) que enfría el aire y lo distribuye mediante un ventilador por un sistema de conductos. Cuando el aire está por llegar al local, hay una caja VAV que regula la sección del caudal y no la temperatura, que va a ser siempre constante, al contrario del volumen constante, donde el caudal es constante y la temperatura variable. Puede alimentar hasta 6 difusores y no más de una zona.

Tipos de Ventiladores en Sistemas VAV

Las cajas no tienen un cierre total para que el aire no vuelva hacia atrás y rompa el ventilador del equipo. Existen 3 tipos de ventiladores:

• Ventilador con velocidad variable: Reduce el caudal de aire en relación con la disminución de la carga.
• Ventilador de velocidad constante: Es necesario instalar una compuerta o persiana by-pass para regular el flujo de aire.
• Ventilador regulando los álabes de aspiración: Reduce el caudal mediante álabes colocados en la aspiración.

Compuertas con by-pass: Se pueden emplear compuertas by-pass en función de la diferencia de presión de entrada y salida del aire.

Causas de Pérdidas de Presión en Conductos

Las pérdidas de presión en conductos se dividen en:

• Pérdidas continuas por rozamiento, lineales a lo largo de los conductos:
  • Por rugosidad de las paredes del conducto.
  • Por longitud del conducto.
• Pérdidas parciales localizadas en los accidentes del recorrido:
  • Por cambio de dirección y bifurcaciones.
  • Por cambio de sección.
  • Obstáculos.
  • Por la forma de la sección del conducto: a medida que aumenta el perímetro, aumenta la pérdida de presión.

Tipos de Conductos para Minimizar el Rozamiento

Se busca que el aire tenga el menor rozamiento posible. El conducto puede ser:

• Circular: Es el que menos perímetro tiene y, por lo tanto, el que menos rozamiento ofrece.
• Cuadrado: Necesita mayores alturas, que no siempre existen en los entretechos de los locales a acondicionar.
• Rectangular: Menos eficiente. La deficiencia disminuye a medida que aumenta la relación ancho/alto. Tiene la ventaja de poder utilizar bajas alturas.

Tipos de Máquinas Enfriadoras

• Máquina enfriadora condensada por aire: La máquina tiene que estar en una azotea, ya que los condensadores necesitan estar en contacto con el aire exterior. En el evaporador se enfría el agua y se conduce hacia un colector de mando hacia la unidad terminal (fan coil). Este sistema también garantiza la calefacción, ya que el colector puede estar conectado a una caldera, entonces se lleva agua caliente desde la caldera a los equipos terminales.
• Máquina enfriadora condensada por agua: Se necesita una torre de enfriamiento que va a estar conectada con el condensador, por lo que no es necesario que el condensador esté en el exterior. Circula agua fría por serpentines y con ventiladores se distribuye el aire en el local. El agua llega mediante bombas y cañerías desde una unidad enfriadora de agua. Se utiliza en residencias, departamentos, hoteles, hospitales, oficinas, clínicas, escuelas, etc.

Sistemas Fan Coil

• Fan coil zonal: Le llega el agua fría por serpentina, va a tener un ventilador grande, una toma de aire exterior y esa toma puede estar contra la fachada o un pleno. Ese equipo de fan coil va a mandar el frío que transporta el aire a través de los conductos por toda la planta. Se coloca en la zona de máquinas. Necesita tener bandejas de condensado cuya agua se debe evacuar. Se pueden combinar equipos fan coil individuales y grupales.
• Fan coil individual: Equipos destinados a pequeños locales. Consiste en un gabinete con un serpentín por el cual circula agua fría o caliente proveniente de una unidad de enfriamiento de agua o una caldera, y ventiladores centrífugos que provocan la circulación del aire del local. Cuenta con un pleno de mezcla en la parte inferior para regular las proporciones de aire de retorno del local y aire nuevo de ventilación y, de esa manera, el aire circula.

FAN: ventilador; COIL: serpentín.