Tipos de sistemas de climatización

Sistemas de climatización

Los sistemas de climatización se clasifican en 2 tipos:

1) Por expansión directa

2) Por expansión indirecta

También existen otros sistemas como:

3) Aerotermia

4) Sistemas complementarios

Sistemas de climatización por expansión directa

Dentro de los sistemas de climatización directa distinguimos:

Gama Doméstica

Soluciones de pequeña y mediana potencia, principalmente orientadas al mercado doméstico y pequeño comercio (de 2 kW a 7kW aproximadamente).

Son equipos compuestos por una unidad interior y una unidad exterior unidas mediante dos tuberías de refrigerante. El refrigerante que usan las máquinas es R-32, más eficiente y respetuoso con el medio ambiente, aunque en el pasado se usaba R-410A. Existen equipos con otros refrigerantes como el R-290. La eficiencia es el parámetro clave en estas unidades, funcionando en una escala similar a la de los electrodomésticos.

Cada unidad cuenta con un ventilador y una batería (conjunto te tuberías y aletas, principalmente de cobre que sirven para absorber o dar calor, como en un radiador). En verano, la unidad interior, produce frío a través de la evaporación de refrigerante, y toma el calor del interior, expulsándolo al exterior mediante la batería y el ventilador de la unidad externa. En invierno el funcionamiento es a la inversa, tomando el calor del exterior y entregándolo al interior, extrayendo a su vez el frío del interior de la vivienda.

La tipología de unidades interiores es diversa, siendo lo más común Splits de pared. Normalmente con potencias desde unos 2 kW, indicado para estancias medianas o pequeñas y a partir de ahí cada vez más potencia para estancias cada vez más grandes. La diferencia entre gamas viene dada por la tecnología que incorpora cada máquina y su eficiencia.

Dentro de esta gama encontramos equipos portátiles, que son unidades muy económicas donde la unidad interior y la unidad exterior están dentro de la misma máquina, lo que hace que no sean muy eficientes, generen bastante ruido y sea necesaria una manguera de aire para sacar aire caliente o frío al exterior. También podemos encontrar deshumidificadores, equipos cuya función es extraer la humedad del ambiente.

 

Gama Multisistema

El funcionamiento de estas unidades es muy similar al de los sistemas domésticos, con la particularidad de que, si en los sistemas domésticos usábamos una unidad exterior por cada unidad interior, en la gama de multisistema, usamos una exterior por múltiples interiores. Es decir, podemos usar con una exterior hasta 5 interiores conectadas a la misma. De esta forma podemos ahorrar espacio de instalación al no tener que poner 5 exteriores por máquina.

Podemos mezclar unidades de diferentes tipologías como splits de pared, unidades de conductos, unidades de cassette… Además, no sólo es posible mezclar diferentes tipologías sino también potencias, por lo que es la solución ideal para una vivienda de mediano/gran tamaño, ya que por ejemplo podemos conectar unidades en los dormitorios y otra en el salón, con una única unidad exterior.

Es necesario un par de tuberías entre cada unidad interior y exterior.

 

Gama Expert o comercial

El funcionamiento de esta gama es muy similar al de las unidades de doméstico. Se necesita una unidad interior por cada unidad exterior. En esta gama la diferencia radica en dos puntos. En primer lugar, las potencias a las que estas unidades pueden llegar (de 5 kW a 16 kW). Y, en segundo lugar, la tipología de las unidades interiores, que es muy variada, existen:

• • Conductos: Unidades que se instalan en falsos techos o paredes, que toman el aire por la parte trasera y lo expulsan por la delantera. Son las unidades más completas ya que permiten personalizar la toma y la impulsión de aire, realizando una distribución por conductos. Su mayor problema es el coste, ya que el costo asociado a la distribución por conductos es elevado.

• • Cassette: Unidades que se colocan en el techo, que constan de un ventilador que toma el aire por la parte central y lo distribuye climatizado por las salidas laterales. Constan de dos tamaños para adaptarse a las placas de los techos con facilidad, 600×600 en pequeñas potencias y 840×840 en potencias más elevadas. Suelen ser la alternativa con mejor relación calidad/precio ya que no es necesario realizar ningún tipo de instalación adicional además de la de la máquina. Pueden usarse en alturas de techo de 2.5 m a 4 m.

• • Suelo/techo: Splits muy parecidos a los de doméstico, pero en tamaños más grandes, pensados para capacidades superiores y con un mayor caudal de aire. Se pueden usar tanto en vertical como en horizontal y son ideales cuando se requiere cubrir una gran estancia (principalmente muy alargada), sin tener que realizar una compleja instalación.

Por otro lado, también existen diferentes tipos de unidades exteriores:

• • Axiales, las más habituales y que estamos acostumbrados a ver. Pueden llevar uno o dos ventiladores.

• • Centrífugas: Se colocan en falsos techos y tienen una forma muy similar a una unidad interior de conductos, se suelen usar cuando hay problemas de espacio en la instalación.

Existe una pequeña excepción en esta gama que son las unidades TWIN, en este caso tenemos dos unidades interiores conectadas a la exterior. Lo que hacemos es por ejemplo usar una exterior de 10 kW y conectar dos unidades de 5 kW. De esta forma tenemos 10 kW en total. Esta distribución se usa cuando por la forma de la estancia es imposible climatizar de forma eficiente toda la superficie con una sola unidad interior y es necesario usar más de una unidad interior.

VRF industrial

Esta gama es la más completa para la climatización de espacios. A diferencia de otras gamas donde normalmente tenemos una unidad interior por cada unidad exterior, en este caso podemos tener una sola unidad exterior con, por ejemplo, 64 interiores. Puede ser instalada en pequeñas y medianas instalaciones como viviendas o comercios hasta grandes bloques de oficinas, edificios y hoteles.

La flexibilidad de estos sistemas es absoluta, pero a costa de una instalación mucho más costosa y complicada. Los sistemas VRF cuentan con potencias desde 12 kW hasta 350 kW. Las unidades exteriores pueden ser individuales, es decir que sólo se pueden instalar de forma unitaria, o combinables, que se puedan instalar combinándose entre sí, para formar unidades de mayor tamaño.

La gama de unidades interiores es muy completa, pudiendo instalar unidades desde 1 kW a 50 kW, de muy diversas tipologías como son conductos, splits, cassettes, suelo techo, incluso unidades que producen agua caliente.

Las unidades exteriores pueden ser de 2 (Mini VRF, V6, V6i…) y 3 tubos (V6R). En las unidades de 2 tubos, todas las unidades interiores que estén funcionando a la vez deben de producir todas calor o frío. En las unidades de 3 tubos, algunas pueden funcionar en frío y otras en calor, haciendo que la instalación sea lo más completa posible a costa de un elevado coste de maquinaria e instalación.

Sistema RoofTop

Es el sistema más simple, rápido y económico, capaz de climatizar, filtrar, renovar el aire y realizar la recuperación termodinámica, todo en un único equipo, produciendo la energía allí donde se necesita sin apenas pérdidas en su distribución. Es la solución compacta para climatizar un recinto con gran volumen de aire con medio y alto aforo.

Su ámbito de aplicación va desde grandes almacenes, supermercados, restaurantes, centros comerciales, recintos feriales, fábricas o concesionarios, con aforo medio.

También están disponibles versiones diseñadas para aplicaciones especiales, como auditorios, teatros, cines o salas de fiesta, donde el aforo y carga latente es un factor determinante o unidades para trabajar con 100% aire exterior, como túneles de pintura, crematorios, cocinas industriales o cuartos técnicos.

Tienen múltiples configuraciones y accesorios, la mayoría de ellos instalados en el propio equipo.

La gama está disponible desde los 20 kw hasta los 375 kW, con caudales de 4000 a 60000 m3h. Ya sean aire-aire como agua-aire.

Controles

Todas las unidades de climatización necesitan un control para poder funcionar, siendo una pieza clave pues de ella depende una buena regulación y una mejor eficiencia de la máquina (mando inalámbrico, por cable, WiFi). Por defecto siempre existe un tipo de control recomendado, pero no siempre tiene que ser el más adecuado para la instalación. Por eso existe una amplia gama de controles disponibles para integrar en nuestras unidades desde controles individuales, por grupos o centralizados (se pueden controlar más de una unidad con el mismo control), hasta sistemas más completos como los B.M.S. (Building Management Systems). Mediante estos controles se pueden integrar nuestras unidades de climatización en sistemas domóticos más complejos que controlen las instalaciones de un edificio (luces, persianas, cámaras de seguridad…) y combinarlo con estas.

Purificación de aire

Equipos muy simples, son unidades formadas por un ventilador, que hace pasar el aire de la estancia por un sistema de filtros (purificación pasiva) donde quedan retenidas las partículas contaminantes y peligrosas para la salud. Estos filtros se han de cambiar, cuando indique la máquina pues en ellos quedan retenidos los contaminantes.

Algunos de los equipos cuentan con tecnologías auxiliares de purificación activa que ayudan a limpiar el aire disolviendo contaminantes y actuando sobre las partículas y virus en suspensión.

Dentro de esta tecnología, se encuentran sistemas como los PCO o PURO Kit, tecnologías de purificación activa, que se instalan en equipos de conductos para ayudar a la desinfección del aire.

Sistemas de climatización por expansión indirecta

Dentro de los sistemas de climatización indirecta distinguimos:

Sistema Hydronic (enfriadoras y bombas de calor de agua)

Se trata de soluciones para climatización o uso industrial: refrigeración, calefacción, ACS o equipos multifunción capaces de satisfacer las tres demandas.

Su ámbito de aplicación es muy amplio y puede adaptarse a la mayoría de las instalaciones, gracias a su versatilidad y compatibilidad. No hay limitaciones de distancias de tuberías y la concentración de gas está contenida en el propio equipo.

Con el fin de simplificar la instalación y tratándose de equipos compactos, pueden montar en el propio equipo; grupo de bomba(s) y/o acumulación para alimentar los diferentes elementos terminales: Fancoils, suelo radiante, inductores, climatizadores, depósitos de acumulación, etc.

Además, tienen disponibles múltiples accesorios y configuraciones, como el acabado super silenciado, la recuperación térmica parcial o total, el tratamiento en baterías, los intercambiadores espaciales, la bomba(s) on/off o el invertir.

La potencia va desde los 4 kW hasta los 2.000 kW por equipo., dependiendo de si son aire-agua o agua-agua.

Fancoils y Climatizadores

En un sistema hidrónico, las unidades terminales son las partes de la instalación en contacto directo con el usuario. Los fancoils y los climatizadores, también conocidas como UTAs, son parte de los elementos terminales para disipar la energía dentro del sistema hydrónico. Estos equipos se componen de batería(s), ventilador(s), filtro de aire y carcasa, asociado a un control más o menos completo, y su instalación normalmente en interior.

Mediante el movimiento de aire, lo hacemos pasar por la batería para enfriarlo o calentarlo y climatizar el ambiente.

Dependiendo de la instalación, pueden ser con o sin carcasa, instalación horizontal o vertical, interior o exterior. Con batería simple o doble, en función de que sea a 2 o 4 tubos. Ventiladores potenciados, silenciados y/o presión disponible elevada, con filtración más o menos estricta.

Para el caso específico de los climatizadores, estos equipos permiten una configuración total, pudiendo ser un fancoil de grandes dimensiones, caudal y potencia. Al ser un equipo específico para ciertas aplicaciones y/o requerimientos (salas limpias, quirófanos, aire primario, etc ), su diseño modular permite su transporte y facilita su ubicación final en obra.

El rango de potencias y caudales dependerá del terminal, pero lo estándar en fancoils es de 0.5 hasta 80 kW, caudales de aire de 100 a 15000 m3/h. Mientras que para los climatizadores comenzamos en los 1000 m3/h hasta los 100000 m3/h, con potencias de hasta 500 kW.

Aerotermia

La aerotermia es un sistema de climatización que permite, mediante el intercambio de calor, obtener energía del aire para convertirla en calefacción, refrigeración o agua caliente mediante un solo equipo. Este sistema de climatización es el más eficiente del mercado ya que permite extraer hasta el 75% de la energía del aire.

Es un sistema integrado que proporciona calefacción y refrigeración de espacios, así como agua caliente sanitaria, ofreciendo una solución completa durante todo el año que puede eliminar la necesidad de las tradicionales calderas de gas o aceite, o trabajar en conjunto con ellas. Es compatible con otras fuentes de calor como paneles solares y calderas, además de soluciones Smart Grid.

Las unidades de bomba de calor son capaces de extraer calor del aire ambiente y transferir este calor al interior para calefacción de espacios y agua caliente sanitaria, además de refrigeración.

Por lo general, se pueden capturar alrededor de 3kWh de energía por cada 1kWh de energía eléctrica gastada, lo que proporciona casi 4kWh de energía térmica por solo 1kWh de entrada eléctrica y brinda una eficiencia de casi el 400%.

La aerotermia ofrece la flexibilidad de instalar los componentes hidrónicos en espacios interiores o exteriores y utiliza en su mayoría el refrigerante ecológico R-32. En el Monobloc, los componentes hidrónicos están integrados en la unidad exterior, ofreciendo facilidad de instalación, mientras que, en el Split, los componentes hidrónicos están contenidos en una caja hidrónica separada que se ubica en el interior, facilitando más flexibilidad a la instalación. La gama Split puede incorporar el depósito de agua caliente en la caja hidrónica, en tal caso la integración en espacios es mucho más cómoda. Tanto los productos Mono como Split tienen una calificación A+++ en eficiencia energética y contribuyen de manera significativa a limitar el impacto en el medio ambiente.

El rango de potencias abarca desde los 4 Kw hasta los 16 Kw para la gama Split y de los 4 Kw hasta los 30 Kw en la gama Monobloc.

Sistemas complementarios

Además de los sistemas de climatización por expansión directa e indirecta, hay otros sistemas complementarios:

Renovación del aire

Toda instalación requiere de una renovación del aire interior, siendo obligatorio por ley, más aún a raíz de la crisis de la Covid 19.

Existen dos tipos de sistemas de renovación el aire:

Recuperadores pasivos

Es el equipo encargado de renovar, filtrar y recuperar de forma pasiva la energía del aire que estamos renovando en la instalación. Son compatibles con cualquier sistema: Aerotermia, Hydronic, VRF o WHLP.

La recuperación es realiza al transferir la energía contenida en el caudal de extracción cediéndola al flujo de renovación.

Los caudales van desde los 200 m3/h hasta los 24.000 m3/h.

Recuperadores activos

A diferencia de los pasivos, esta recuperación consiste en emplear un circuito frigorífico bomba de calor, mediante el cual vencemos la carga de ventilación y además realizamos la recuperación termodinámica activa, reduciendo el consumo de compresores, además de no generar una pérdida de carga extra.

Con esta recuperación podemos simplificar nuestro sistema de climatización y lograr ahorros de hasta el 40% en comparación con un sistema tradicional con recuperadores pasivos. Además de poder controlar la temperatura y humedad del aire renovado.

Esta gama va desde los 100 hasta los 14000 m3/h, con potencia de 1 kW hasta 100 kW.