Análisis 19: Sistema de aire acondicionado para verano (modo diseño)

En la figura se muestra una planta de aire acondicionado, para acondicionar un local con una ocupación máxima de 20 personas , donde la batería de frío se emplea para eliminar la humedad del aire húmedo. Los datos son los siguientes:

Condiciones exteriores: 30 °C (bulbo seco), 23 °C (bulbo húmedo)
Condiciones de confort: 24°C (bulbo seco), HR=60%
Ganancia de calor por paredes, suelos, y techo: 4.7 kW
Ganancia de calor solar: 2.3 kW
Ganancia de calor sensible por equipamiento: 2 kW
Ganancia de calor sensible por ocupante: 100 W
Ganancia de calor latente por ocupante: 105 W
Carga de luminaria: 3 kW
Ganancia de motores de potencia para ventiladores: 2 kW
Ganancia de calor sensible por otras fuentes: 3 kW
Ganancia de calor latente por equipamiento: 3 kW
Ganancia de calor latente por otras fuentes: 2 kW
Infiltración de aire: 450 m3/h
Asumiendo que el salto térmico en la impulsión es de 4 °C.
Altura sobre el nivel del mar: 1500 m

Obtener:

Elegir un valor razonable del % de aire recirculado
Temperatura del punto de rocío de la batería
Factor de bypass de la batería
Caudal másico de agua condensada
Caudal volumétrico de aire en la impulsión
Capacidad de refrigeración de la planta
Punto de rocío del aparato del espacio a refrigerar
Balance energético de la planta
Balance exergético de la planta
Irreversibilidades en equipos
Eficiencia exergética en equipos
Eficiencia exergética global

Los equipos en donde se realizan los tratamientos de aire necesarios se denominan Unidades de Tratamiento de Aire (UTA), y normalmente se encuentran ubicados en las azoteas de las zonas a climatizar en caso de ser unidades de gran capacidad. Estos equipos cuentan con dos potentes ventiladores para extraer el aire viciado de la zona a climatizar (renovación de aire) y otro para impulsar el aire del exterior. Se hace indispensable disponer en las entradas de filtros de aire para una adecuado mantenimiento de la instalación.

El diseño de los sistemas de tratamiento de aire debe personalizarse y adaptarse a las condiciones específicas de cada proyecto. El sistema no sólo debe seguir y hacer cumplir las reglas generales especificadas para cada uso, sino que también debe adaptarse a las condiciones particulares de cada usuario ya sus características de funcionamiento y las perspectivas de crecimiento de la producción y las tendencias futuras de la normativa aplicable.

También se debe tener en cuenta la vida útil de la instalación, que debe diseñarse no sólo con criterios de durabilidad, sino también con criterios de modernización y mejora continua. Finalmente, el consumo de energía del sistema de tratamiento de aire es otro factor importante a considerar y es uno de los principales componentes en el consumo total de energía de la planta; por tanto, el diseño moderno debe incorporar criterios de ahorro energético, no sólo mediante la selección de equipos y componentes más eficientes, sino mediante un concepto global de diseño basado en la eficiencia energética.