Aire acondicionado

Descarga aquí la infografía sobre el funcionamiento del aire en pdfPara comprender mejor el funcionamiento del circuito frigorífico, no dejes de ver nuestro vídeo: Componentes que forman un sistema sencillo de aire acondicionadoUnidad interior (contiene el Evaporador)La unidad interior también llamada Split contiene el evaporador, donde ocurre el proceso de extracción del aire caliente, que cede su calor al gas refrigerante. Dentro del a unidad interior, un ventilador distribuye el flujo de aire refrigerado a la estancia. Esta unidad interior cuenta también con sensores de temperatura conectados al termostato.Válvula de expansiónLa válvula de expansión libera de la presión al gas refrigerante, que al atravesarla pasa de estado líquido a estado gaseoso.Unidad exterior (contiene el Condensador)La unidad exterior alberga el condensador y el compresor donde el gas refrigerante pasa de gas a líqudo. Desde esta unidad se expulsa el aire caliente (del calor que hemos “quitado” al interior) al exterior.CompresorEl compresor es el encargado de generar el efecto contrario a la válvula de expansión. Genera una fuerza comprimiendo el gas que llega del evaporador en estado gaseoso. Esta presión aumenta la temperatura del gas que vuelve a su estado líquido y se calienta.El compresor es quizás el elemento más importante del circuito y el que consume más energía. La velocidad de trabajo del compresor dependerá de la señal que le envía el sensor de temperatura. Cuando se llega a la temperatura programada en el termostato, el compresor disminuye su velocidad de trabajo o se apaga si es el caso. La tecnología Inverter, cuyo funcionamiento explicaremos más adelante, es la encargada de regular el comportamiento del compresor, favoreciendo el ahorro energético.Gas refrigeranteComo hemos comentado, el circuito frigorífico utiliza un gas refrigerante al que se transfiere el exceso de temperatura, al circular éste a una temperatura inferior a la del espacio refrigerado. Los gases refrigerantes contienen hidrofloruros que pueden resultar contaminantes para la atmósfera, aunque hoy en día existen gases refrigerantes con un nivel de PCA o “poder contaminante” muy bajo.TermostatoLa función del termostato es la de regular el funcionamiento del equipo y apagarlo cuando se alcanza la temperatura deseada. Se trata de un componente electrónico fundamental para asegurar la eficiencia del aparato ya que nos permite usarlo sólo cuando realmente es necesario. Existen distintos tipos de termostatos con funciones como programación de horarios, ajustes de temperatura, regulación por zonas, modo noche, etc. y su uso correcto puede proporcionar ahorros de hasta un 30% y ayudarnos a hacer un uso más eficiente de la energía. Cómo funciona este procesoEl circuito frigorífico basa su funcionamiento en un proceso cíclico en el que un gas refrigerante va cambiando de estado: de líquido a gaseoso y de gaseoso a líquido.Cuando el gas refrigerante entra en estado gaseoso en el compresor, éste genera una fuerza sobre él comprimiéndolo y aumentando su presión. Al aumentar esta presión, el gas continúa su camino pasando por el Condensador, donde cambia su estado de gaseoso a líquido. En este proceso de cambio de estado, tiene lugar el intercambio térmico, es decir, el refrigerante cede su calor al aire que está atravesando el condensador, impulsado por ventiladores, saliendo al exterior de la vivienda o local mucho más caliente.Continuando con el proceso, el refrigerante llega a la válvula de expansión que tiene la función opuesta al compresor: libera la presión del gas, lo que genera una nueva conversión de estado líquido a estado gaseoso. En el evaporador se completa este proceso que requiere de gran cantidad de energía. Es por eso que el gas, que en ese momento tenía una temperatura muy baja, comienza a absorber el calor del aire de la estancia.A la vez que el refrigerante está circulando por el interior del evaporador, el aire caliente del interior de la casa está pasando a través del evaporador gracias al trabajo de los ventiladores. El refrigerante absorbe en este punto el calor del aire, que sale de la unidad interior Split mucho más frío.Después de este proceso, el refrigerante, ahora ya en estado gaseoso y más caliente (ha absorbido el calor del aire), se dirige de nuevo hacia el compresor donde volverá a cumplirse todo el ciclo.

Mientras este proceso está funcionando, la temperatura dentro de la casa baja, aunque la humedad relativa aumenta hasta alcanzar el punto de rocío en el que el vapor de agua se convierte en líquido que queda acumulado en la basedel evaporador. Por eso la unidad interior debe tener un desagüe para expulsar estas gotitas o vapores condensados.

¿Cómo funciona un aire acondicionado con tecnología Inverter?

La tecnología Inverter regula el mecanismo del aire acondicionado mediante el cambio de la frecuencia de ciclo eléctrico, es decir, regula la velocidad del compresor. En lugar de arrancar y parar frecuentemente para obtener la temperatura media deseada, con el Inverter el compresor gira de forma continua, lo que ayuda a mantener constante la temperatura de la sala.

Los sistemas con aire acondicionado Inverter ahorran hasta el 40% de energía respecto a otros sistemas y por otra parte, alarga la vida del compresor ya que no tiene que trabajar tanto.

¿Qué potencia de aire acondicionado necesito? Fórmula y factores de cálculo

Para calcular correctamente y con más exactitud qué potencia de aire acondicionado o bomba de calor necesito (Kw) para eliminar el calor de un recinto o vivienda y, por lo tanto, conocer el equipo de aire acondicionado que me permitirá mantener una temperatura confortable inferior a 25ºC, debemos tener en cuenta varios factores de cálculo que se traducen en una fórmula que explicaremos en el presente artículo. Los factores que tenemos que conocer para calcular la fórmula son:

Conductividad de las superficies (K)

La conductividad es la propiedad natural de los cuerpos que permiten el paso a través de sí del calor. No es lo mismo hablar de climatizar una pared bien aislada que otra sin aislamiento, ni una ventana de vidrio simple o de vidrio doble ya que su poder de conducción del calor variará. Para completar la fórmula de cálculo de la potencia del aire acondicionado, tendremos que elegir entre los siguientes valores de conductividad que se expresan con la letra K.

Pared aislada K= 0,692 (W/m2/ºC)

Pared sin aislar K= 1,09

Vidrio simple K= 5,8

Vidrio doble K=1,62

Superficie de cada pared/techo/suelo/ventana a climatizar

Para que nuestro cálculo sea exacto, tendremos que conocer los metros cuadrados (S) de cada una de las superficies que componen cada estancia, diferenciando, como en el caso de la conductividad, entre paredes aisladas, sin aislar y ventanas.

Diferenciar la zona climática donde se encuentra la vivienda a climatizar (Norte o Sur)

Para calcular la potencia que necesitamos para subsanar las pérdidas o ganancias de calor de una vivienda o local (según sea invierno o verano), uno de los factores que necesitamos conocer es la diferencia de temperatura entre el exterior y el interior, que se expresa con el símbolo ΔT. Según vivamos en la zona Norte del país o en la zona Sur, las temperaturas máximas exteriores variarán y por lo tanto, también lo hará este factor de cálculo concreto.

Consideraremos que una temperatura máxima en verano de 45ºC para la zona SUR y 35ºC para la zona Norte.

En cuanto a la temperatura interior, las recomendación general es no superar los 25ºC en el termostato del aire. Por lo tanto tendremos:

Zona Sur ΔT = (45-25)

Zona Norte ΔT = (35-25)

Teniendo en cuanta todos estos factores, la fórmula para calcular la potencia que necesitamos de aire acondicionado por cada superficie es:

P = K x S x (ΔT)

La potencia total (Kw) que necesitamos para climatizar toda una estancia resultará de la suma de cada pared, techo, suelo y ventanas que tengamos en ella.

Una vez conocida la cantidad de calor (energía) que debemos eliminar del interior, elegiremos el equipo de aire acondicionado que nos ofrezca esta potencia.

Ventilación

Otro factor importante a tener en cuenta es el de la ventilación. En este caso, haremos el cálculo sobre la base de una renovación del volumen del local por hora. Actualmente, se empieza a tener en cuenta la ventilación mecánica controlada y su recuperación energética, pero para este artículo no la tendremos en cuenta. Para hallar las pérdidas por la renovación del aire, utilizaremos ésta fórmula:

Pventilación = peso específico del aire x calor específico del aire / 0,86 x V (renovaciones por hora) x ΔT entre aire exterior e interior

Un útlimo paso: el coeficiente de intermitencia (C)

El coeficiente o suplemento de intermitencia es un valor que se utiliza para aportar cierto margen de seguridad al resultado del cálculo. Generalmente se da un valor (C) de entre un 1 y un 2. Cuanto menos horas al día se utilice la instalación, mayor será ese suplemento. Por ejemplo, para una segunda vivienda de uso esporádico los fines de semana, calcularemos un C de 1,4 mientras que para una vivienda de uso diario, usaremos un C de 1,1.

Así, la fórmula definitiva teniendo en cuenta todos los factores explicados quedará de la siguiente fórma:

P = (P1+P2+P3...) x C

Ejemplo práctico de la fórmula para calcular el aire acondicionado de una vivienda

Veremos un ejemplo práctico en el que calcularemos la potencia que necesitamos para una vivienda concreta. En este ejemplo, tomaremos como referencia una vivienda localizada en la zona SUR, con paredes sin aislar y ventanas de vidrio simple.