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SISTEMAS A VOLUMEN VARIABLE DE REFRIGERANTE CONTRA SISTEMAS DE AGUA REFRIGERADA
Gustavo Arturo Meza Hernandez 04/Jul/2018

SISTEMAS A VOLUMEN VARIABLE DE REFRIGERANTE CONTRA SISTEMAS DE AGUA REFRIGERADA

Actualmente el sistema a base de volumen variable de refrigerante tiene mucho auge, aunque el sistema de minichillers, cada día gana más adeptos, a continuación, daremos algunas condicionantes de uno al otro y sus ventajas y desventajas, las cuales pueden ser muy importantes tanto al momento de diseñar como al momento de la instalación.


¿Qué es un VRF?


El sistema VRF pretende eliminar conversiones intermedias, quedando el flujo de energía en solamente aire-gas-aire. En general funciona con los siguientes elementos:


Unidad exterior: funciona de forma similar a una unidad exterior de aire acondicionado normal aunque de forma más compleja, ya que sus compresores o compresor son a velocidad variable, a través de la energía eléctrica y el aire exterior consigue evaporar/condensar un gas que luego distribuye por una tubería de salida, pudiendo con ello llegar a mas distancia entre la condensadora y la evaporadora que una condensadora normal, asimismo se pueden conectar varias evaporadora a la línea principal, con el uso de 3 tuberías podemos tener tanto frio como calor en cada unidad interior.


La distribución de gas: un par de tuberías de cobre aisladas distribuyen el gas refrigerante por la instalación


Unidades interiores: aquí se producen la evaporación/condensación del gas, intercambiando la energía térmica con el aire y por lo tanto calentándolo o enfriándolo.


No debemos confundir los sistemas VRF con los sistemas multi-split, aunque la funcionalidad es similar, el principio de funcionamiento es diferente y mucho más complejo en el caso del caudal variable de refrigerante.


¿Qué es un minichiller?


Un sistema de agua refrigerada para capacidades pequeñas (minichiller), está conformado por un paquete en el cual puede o no contener ya la bomba de agua integrada y el tanque de expansión, conteniendo tanto el evaporador como el condensador enfriado por aire o agua, teniendo dos conexiones de salida para la inyección y retorno de agua refrigerada, esta agua puede conectarse a varias unidades interiores de tipo hidronicas, la conducción de agua puede ser por medio de tuberías de acero, cobre, pvc o hdp, dependiendo la capacidad de la unida, asimismo no tenemos restricción con las distancias, si la distancia es muy grande y la caída de presión es alta pues se colocan una bombas de agua que puedan cumplir con los requerimientos.


Actualmente estas unidades también cuentan con compresores herméticos con variadores de frecuencia, lo cual hace que la unidad sea mas eficiente que una normal a velocidad constante.


Habiendo visto lo anterior tenemos como en cualquier sistema ventajas y desventajas, de un sistema a otro a continuación enumero primero las cualidades de cada uno y sus desventajas.


VRF



Ventajas, las ventajas que podemos observar en estos sistemas son:


  • Conexión de varias unidades interiores dependiendo las exigencias que el inmueble le imponga al sistema.
  • Longitudes mas grandes que con unidades condensadoras comunes, pudiendo tener en algunas marcas hasta más de 100 mts, entre la condensadora y la evaporadora.
  • Se puede tener tanto calefacción como enfriamiento interno con la misma unidad exterior.
  • Son unidades con sus propios sistemas de control, bastante avanzados.
  • Las unidades interiores pueden ser tanto visibles como ocultas (fan & coil).


Desventajas, las desventajas que podemos observar en estos sistemas son:


  • Uso de tubería de cobre.
  • Se requiere de personal de instalación altamente capacitado.
  • Entre mas unidades a conectar y mayores recorridos de tuberías mas carga de gas refrigerante se requiere.
  • No se pueden combinar equipos de diferentes marcas, tanto en exterior como en interior.
  • Asimismo, toda la instalación debe de ser de un solo fabricante no podemos tener varias condensadoras de diferentes marcas y tratar de enlazarlas al sistema de control BMS.
  • Es cuestionable su uso cuando se pretende usarlas para un grado LEED, dado que la mayor cantidad de gas refrigerante para la instalación entre condensadora y evaporadora resta puntos al grado LEED.
  • No son recomendadas para cargas de refrigeración grandes mayores a 100 o 200 TR por el espacio requerido entre condensadoras y el cubo de instalación requerido si son varias unidades condensadoras.
  • Todas las unidades son a bomba de calor.


MINICHILLER


Ventajas, las ventajas que podemos observar en estos sistemas son:


  • Son equipos compactos en los cuales ya todo lo tienen integrado, compresores, bomba de agua, tanque de expansión, sistema de control, etc.
  • Para la conducción del agua refrigerada se usan tuberías de PVC, Acero o cobre, etc., dependiendo del costo del material.
  • No se requiere más carga de gas refrigerante.
  • Buenas eficiencias y se cuentan con equipos desde 3 TR, solo frio o bomba de calor.
  • Se pueden conectar varias unidades evaporadoras internas y externas como manejadoras de aire, asimismo no tenemos restricción con las distancias entre unidad exterior e interior.
  • Tenemos varias configuraciones de equipos los cuales se adaptan bastante bien al área que se les puede asignar para su instalación.
  • Se pueden combinar marcas de fabricantes, en unidades interiores y exteriores.


Desventajas, las desventajas que podemos observar en estos sistemas son:


  • Las desventajas que tienen estos sistemas son que no podemos tener unidades interiores con enfriamiento y calefacción al mismo tiempo, a excepción de que se usen resistencias eléctricas individuales.
  • Al igual que las unidades condensadoras VRF se requiere espacio y ventilación para la operación de las unidades.


En síntesis habiendo visto algunos aspectos de un sistema contra otro cual es mejor o mas eficiente, como se comento anteriormente los sistemas funcionan y sirven cada uno debiendo de evaluarse y analizarse.


¿En el aspecto de eficiencia cual, es más o menos eficiente?


Hablando de eficiencias, seguro es una pregunta que muchos proyectistas e interesados en la industria se hacen; es un tema complicado, sin embargo, se buscara explicarlo lo más sencillo posible.


Primero que nada, es importantísimo saber que los sistemas de agua refrigerada se rigen por el estándar AHRI 550/590, mientras que los sistemas VRF se rigen por el estándar AHRI 1230. De igual forma sus capacidades a cargas parciales y totales son definidas por formulas de cálculo de certificación muy diferentes, lo que hace que la comparación de ambos sistemas no sea muy directa; es más, lo hace poco comparable. Es como comparara peras con manzanas.



Por otro lado básicamente un sistema VRF es un sistema de bombeo de gas refrigerante, lo que hace que a mayor distancia y mayores equipos interiores conectados a la unidad exterior se requiera mas gas refrigerante, asimismo se requiere incrementar el tamaño de la unidad, o sea; que si tenemos una unidad de 10 TR para 4 o 6 unidades interiores y una distancia promedio de 20 a 30 m de tuberías, pero si la distancia la incrementamos a 40 o 60 m y aumentamos las unidades interiores a 12 estas 10 TR las tenemos que incrementar a 12 o 15 TR, dependiendo los cálculos resultantes.


Como conclusión podemos definir que aunque el sistema VRF esta en auge y se ha hecho de un nicho en el mercado, no es más eficiente que el uso de minichillers (VRW), asimismo el evitar usar personal calificado y el uso de tuberías de plástico podemos comentar que si en efecto un sistema de agua refrigerada puede llegar a ser más eficiente y económico que el sistema VRF.


Todo lo anterior debe ser considerado tanto por el experto en diseño de sistemas de aire acondicionado así como evaluar otros aspectos como economía, facilidad de instalación, facilidad de operación, interoperativilidad con sistemas BMS, grados LEED, etc.