Selección y dimensionamiento correcto de un sistema de refrigerante variable VRF
Los sistemas de refrigerante variable (VRF, VRV) cada vez están más presentes en los proyectos de aire acondicionado gracias a las grandes bondades que ofrece este sistema, desde ahorros energéticos que se ven reflejados en ahorros económicos, facilidad de instalación y de operación y sus grandes distancias de instalación dónde antes era imposible considerar equipos de expansión directa.
Ahora los tenemos presentes desde pequeños proyectos (departamentos habitacionales, locales comerciales) hasta grandes proyectos (torres multiusos, hospitales, naves industriales, etc.)
Es importante realizar una correcta selección de un sistema VRF de acuerdo a las necesidades del proyecto.
Una de las grandes confusiones que se tiene en la operación de sistemas VRF es el famoso factor del 130% al que se puede llegar operar el sistema. Se tiene la falsa creencia que una condensadora de 10 T.R. o de cualquier capacidad te puede ofrecer hasta un 130% más de su capacidad nominal lo cual es incorrecto, este porcentaje extra del 30% tiene su origen en el “factor de diversidad” que puedes aplicar en el proyecto.
Veamos un ejemplo práctico de cómo seleccionar adecuadamente las unidades evaporadoras y la unidad condensadora en base al estudio de cargas térmicas previamente realizado.
A continuación tenemos un plano arquitectónico de un nivel de oficinas administrativas donde se muestran las cargas térmicas que le corresponden a cada espacio.
- Seleccionar la capacidad térmica de los evaporadores
El primer paso es elegir la capacidad térmica correcta de las unidades evaporadoras, esta capacidad siempre se debe de elegir en base a la carga térmica más alta o carga pico de cada espacio para garantizar que en el día más caluroso del año el equipo tenga la capacidad suficiente para enfriar el área. Si revisamos el plano dónde se indican las toneladas de refrigeración que necesita cada espacio veremos que son cantidades poco convencionales para un equipo de aire acondicionado, tomemos como ejemplo la zona de recepción, nos indica que necesitamos 1.8 TR para poder acondicionar el espacio, es muy difícil encontrar en el mercado del aire acondicionado un equipo con dicha capacidad es por ello que debemos elegir el equipo inmediato superior que en este caso sería 2.0 TR, tenemos que hacer lo mismo para cada área a acondicionar.
- Seleccionar la capacidad de la unidad condensadora
Una vez seleccionadas las unidades evaporadoras se deberá determinar y seleccionar la capacidad correcta de la unidad condensadora. Podemos seleccionarla de dos formas, la primera es en base a la suma total de las capacidades de tus evaporadoras, si revisamos la tabla 1 podremos ver en la última columna la selección de evaporadoras de cada área y en el último renglón obtenemos la suma de todas las capacidades dando un total de 13.0 TR, esto quiere decir que tenemos que elegir una condensadora de la capacidad de 13.0 TR, de esta forma tendríamos nuestro sistema al 100%, es decir, 13 TR en evaporadoras vs 13 TR en condensadora.
La segunda forma de elegir una condensadora es tomando en cuenta el factor de diversidad de nuestras áreas a acondicionar y la carga bloque de los espacios en conjunto.
Antes de seguir con este último método expliquemos brevemente algunos conceptos que nos serán útiles.
Carga Pico: Es la sumatoria de cargas térmicas de cada uno de los espacios a acondicionar en el proyecto. Una característica muy singular de esta carga es que muy pocas o nulas veces se tendrá que abatir todas estas cargas simultáneamente, esto se debe principalmente a dos factores, el primero es por el movimiento de rotación del planeta Tierra por las mañanas tendremos mayor carga a las áreas ubicadas al Este ya que les dará directamente los rayos del sol y caso contrario por las tardes tendremos mayor carga en las áreas que estén ubicadas al Oeste y el segundo factor es la diversidad o el uso que se le dé a las áreas, no todas las áreas nos van a demandar enfriamiento y/o calefacción en el mismo tiempo.
Carga bloque: Es la máxima carga térmica simultánea que se tendrá a lo largo del año, es recomendable seleccionar tus sistemas de refrigerante variable o unidades enfriadoras de agua (chiller) bajo tu carga bloque, así podremos obtener un ahorro en la inversión inicial en la compra de equipos y ahorro en el consumo eléctrico por la operación de los equipos.
Tomando como base la segunda columna de la tabla 1 podremos observar que la carga bloque es de 10 TR, se toma como referencia este valor y de esta manera podemos seleccionar la unidad condensadora de 10 TR y no de 13 TR cómo se realizó en el primero método. De esta forma tendríamos una diversidad del 130%, es decir, 13 TR en evaporadoras vs 10 TR en condensadora.
Es muy importante nunca rebasar ese factor del 130%, siempre un sistema VRF se deberá seleccionar entre un 100% y 130% para que sea lo más eficiente y costeable.
- Seleccionar la tubería y distribuidores del sistema VRF
Una vez seleccionadas tus unidades evaporadoras y unidad condensadora debemos trazar un recorrido de tubería de cobre que transportara el gas refrigerante y a su vez ingresarlo en el software de selección (VRF Selection Software Intensity) para realizar el dimensionamiento de la tubería.
Dicho software nos ayudará a calcular diámetros de tubería y tamaños de derivaciones que debemos utilizar al momento de la instalación.
