Importancia de la Normativa ANSI/ASHRAE 15

Clasificación de los Sistemas de Refrigeración: Clasifica los sistemas de refrigeración y reconoce grado de probabilidad de que una fuga de refrigerante pueda contaminar los recintos que estos sistemas acondicionan.

Sistema directo: El evaporador o condensador del sistema de refrigeración está en contacto directo con el aire que circula por el espacio que se desea acondicionar.

Sistema indirecto: Un fluido intermedio no volátil es enfriado o calentado por el sistema de refrigeración y luego es circulado por los equipos que enfrían o calientan el aire que circula por el espacio que se desea acondicionar.

a.- Sistemas de alta probabilidad: Fugas de refrigerante del sistema de refrigeración pueden llegar al recinto acondicionado:

Expansión directa ( Fig 5.1.1.)

( Ejemplo UMAS DX, sistema VRF de varias unidades terminales )

Expansión Indirecta por spray ( Fig 5.1.2.1)

En general se recomienda en el ASHRAE 170, que los sistemas de climatización no estén expuestos en forma directa a los refrigerantes. A pesar que en Chile, existen una serie de pabellones que trabajan con equipos Roof Top o UMAS de expansión directa, esto no quiere decir que estén estos incorrectos, se debe verificar la relación entre el refrigerante y el volumen de aire, mediante la relación RLC ( Ver Fig 2, ASHRAE, 34-2007).

La mayoría de los refrigerantes para aire acondicionado trabajan con refrigerantes R-410 A y 407 C. En primer lugar no son tóxicos, pero en el caso del  R- 410 A, solo acepta 10 lb/pie3, que es equivalente a 160 gramos por cada m3.

Si hacemos un ejemplo práctico, de un Pabellón que tiene 5 mx5mx 3,5 m, para un total de renovaciones de 25 .

Se asume que para una Potencia de 60 Kw de frío la cantidad aproximada de refrigerante sería de 45 Kg.

Resolución :

Potencia Frío = Caudal aire* densidad*cp * DT

PF = 25 r/h * 5 mx5mx3,5m*1,2 kg/m3*0,24 KCal/kg C   * ( 30 ) C

Esto nos da una potencia de frío de  18.900 Kcal/h, equivalente a 22 Kw. Si lo comparamos con una potencia de 65 Kw, da una cantidad máxima  de refrigerante de   45 * 22 /60 = 16,5 Kg, equivalente 16.500 gr.

En el caso del pabellón lo máximo admisible por Norma ASHRAE es de acuerdo a Fig 2. equivalente a 160 gramos /m3, para un total de 

160 gr/m3  * 5*5*3,5 = 14.000 gramos = 14 Kg.

Es nuestro caso  como  tenemos  16,5 Kg mayor a los 14 Kg, lo cual no estaría cumpliendo. 

Conclusión : No se podría instalar la unidad de expansión directa. Bajo mi experiencia, nadie hace este cálculo.

Lo recomendable basado en la Normativa ASHRAE ST 170, es utilizar sistemas centralizados por agua, con preferencia con enfriamiento por aire, aunque también se recomienda condensación por agua. Siempre en el caso, que se pueda alejar la ubicación de la  Torre de enfriamiento,  del sector de tomas de aire exterior de las UMAS, por la Legionella.

Los sistemas centralizados con Chillers y unidades terminales, también han experimentado sustanciales mejoras tecnológicas que han aportado mayores prestaciones y una mejora de rendimiento energético. Una parte muy importante de esta mejora responde a la evolución de los sistemas de compresión aplicados.

En el aspecto de las mejoras tecnológicas destacaríamos:

> La consolidación de los compresores "Digital Scroll y Scroll Inverter" para pequeñas y medianas potencias.

> La introducción de la tecnología "Inverter" aplicada a compresores semi-herméticos de tornillo.

> La aparición de la tecnología de compresores centrífugos de levitación magnética para climatización (muy eficientes cuando trabajan a bajas presiones de condensación).

Por lo que respecta a los intercambiadores en los sistemas de agua, en los últimos tiempos, cabe destacar su incorporación para climatización de equipos con evaporadores multitubulares inundados, que consiguen reducir sustancialmente el diferencial de temperatura entre la evaporación y la salida del fluido.

Otras mejoras a destacar en los sistemas de agua serían:

> Utilización de refrigerantes con un potencial de calentamiento global GWP inferior al de los gases HFC.

> Mejora de los sistemas de recuperación parcial para ACS.

> Avance en control y prestaciones de los equipos con recuperación total.

> Consolidación de equipos con free-cooling (muy útil para zonas templadas o para lugares con cargas térmicas muy elevadas y constantes).

> Incorporación de interfaces para compatibilizar con sistemas BMS.

En resumen podemos decir que los sistemas de bomba de calor aire-agua (agua-agua) gozan de muy buena salud y están experimentando mejoras constantes tanto en la generación como en la tecnología aplicada a los sistemas de bombeo de refrigerante, intercambio, control y difusión.

b.- Sistemas de baja probabilidad: Fugas de refrigerante del sistema de refrigeración no pueden llegar a los recintos acondicionados.

Sistema indirecto cerrado ( Fig 5.1.2.3)

( Ejemplo chilles enfriado por aire )

Sistema indirecto cerrado, ventilado( Fig.5.2.4)

Este caso esta relacionado con chillers que trabajan con torres de enfriamiento, en la siguiente figura, se muestra una configuración con chillers enfriado por aire, unidades terminales y balanceo hidráulico.