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Sistema de aire acondicionado

Sistema de aire acondicionado: funcionamiento y diseño

Cómo los sistemas de aire acondicionado hacen que los espacios sean cómodos, saludables y sostenibles: Aquí tienes la guía para la selección y diseño BIM-MEP


El sistema de aire acondicionado es un sistema mecánico utilizado para asegurar el confort térmico y la calidad del aire en los edificios en los que vivimos.

En este artículo encontrarás una guía práctica para el diseño de sistemas de aire acondicionado, con un análisis sintético de los componentes y sus características técnicas, la indicación de los principales tipos de sistemas, y los criterios correctos de selección y dimensionamiento.

También descubrirás cómo el diseño de un sistema de aire acondicionado puede ser más fácil con un software BIM para sistemas MEP. Además, te mostraremos en un breve video todas las ventajas y oportunidades que herramientas de este tipo pueden ofrecerte.

Sistema creado con Edificius-MEP

Sistema creado con Edificius-MEP

¿Qué son los sistemas de aire acondicionado?

Los sistemas de aire acondicionado son sistemas diseñados para controlar y regular las condiciones ambientales dentro de un edificio con el fin de garantizar un confort térmico adecuado. Estos sistemas se utilizan ampliamente en diversas estructuras, como residencias, oficinas, centros comerciales, hospitales y hoteles.

El objetivo principal de los sistemas de aire acondicionado es manipular la temperatura, la humedad y la calidad del aire dentro de un entorno específico. Estos sistemas desempeñan un papel fundamental durante las diferentes estaciones, proporcionando refrigeración en períodos cálidos y calefacción en períodos fríos. Los sistemas de aire acondicionado también ayudan a mejorar la calidad del aire interior gracias a un sistema de filtros que atrapa partículas, alérgenos y otros contaminantes.

Principalmente existen dos tipos de sistemas de aire acondicionado: aquellos diseñados para refrigeración y aquellos diseñados para calefacción. Los sistemas de aire acondicionado para refrigeración eliminan el calor del entorno interior, utilizando refrigerantes para absorber el calor del aire y disiparlo a través de un ciclo de compresión y expansión. Por otro lado, los sistemas de aire acondicionado para calefacción proporcionan calor al entorno interior durante los períodos más fríos, utilizando diferentes fuentes de energía como gas natural y electricidad.

Análisis de los componentes de los sistemas de aire acondicionado

Ahora examinaremos en detalle los componentes clave de estos sistemas avanzados, comprendiendo su papel esencial en el correcto funcionamiento del sistema.

1. Unidades de refrigeración

La unidad de refrigeración representa el núcleo tecnológico de los sistemas de aire acondicionado. Compuesta por elementos como compresor, evaporador, condensador y válvula de expansión, esta parte crucial del sistema trabaja en sinergia para manipular el refrigerante y regular la temperatura del aire interior. El compresor desempeña un papel clave al comprimir el refrigerante y aumentar su temperatura y presión. Luego, el evaporador absorbe el calor del aire interior, transformando el refrigerante de líquido a gas. El condensador libera el calor en el ambiente exterior, volviendo a condensar el refrigerante en líquido. Finalmente, la válvula de expansión reduce la temperatura y la presión del refrigerante, completando el ciclo.

2. Ventiladores

Los ventiladores, fundamentales para el funcionamiento de los sistemas de aire acondicionado, se dividen en dos categorías principales: aquellos de la unidad de refrigeración y aquellos del aire. Los primeros impulsan el aire a través del evaporador y el condensador, mientras que los segundos distribuyen el aire acondicionado en los espacios. Esta combinación garantiza una circulación adecuada del aire, contribuyendo a la eficacia general del sistema.

3. Conductos de aire

Los conductos, formando una red de tubos, representan el sistema de transporte del aire entre la unidad de refrigeración y los espacios a condicionar. Realizados en metal o materiales flexibles, estos conductos cuentan con aberturas de ventilación y regulación para controlar la dirección y el flujo del aire. Un componente a menudo pasado por alto pero crucial para la eficacia general del sistema.

4. Termostato

El termostato, núcleo del control, permite regular la temperatura deseada. Programable para mantener niveles específicos, el termostato va más allá, controlando también parámetros como la velocidad del ventilador y los modos operativos del sistema, asegurando un control total y personalizado del sistema.

5. Filtros de aire

Fundamentales para mejorar la calidad del aire interior, los filtros de aire eliminan partículas, polvo, alérgenos y otros contaminantes. Además de proteger el sistema contra suciedad y residuos, estos filtros contribuyen a crear un ambiente interior más saludable.

Esquema de funcionamiento de un sistema de aire acondicionado

Esquema de funcionamiento de un sistema de aire acondicionado

¿Cómo funciona el sistema de aire acondicionado?

Los sistemas de aire acondicionado funcionan utilizando principios termodinámicos y ciclos de refrigeración para regular la temperatura, la humedad y la calidad del aire dentro de un entorno. A continuación, una explicación detallada del funcionamiento básico de un sistema de aire acondicionado:

Enfriamiento del aire:

  1. compresión del refrigerante: el ciclo comienza con el compresor, que comprime el refrigerante, aumentando su temperatura y presión;
  2. condensación del refrigerante: el refrigerante a alta presión y temperatura pasa a través del condensador, donde cede el calor al ambiente exterior y se condensa en líquido;
  3. expansión del refrigerante: el refrigerante líquido a baja presión y temperatura pasa a través de una válvula de expansión, expandiéndose rápidamente y disminuyendo aún más la temperatura;
  4. enfriamiento del aire interior: el refrigerante a baja presión y baja temperatura entra en el evaporador, donde absorbe el calor del aire interior, transformándose de líquido a gas. Este proceso enfría y deshumidifica el aire interior;
  5. distribución del aire: el aire enfriado se distribuye en los espacios a través de los conductos y los ventiladores.

Funciones adicionales:

  • calefacción: para la función de calefacción, el ciclo de refrigeración se invierte utilizando una bomba de calor o un sistema de calefacción separado;
  • regulación de la humedad: los sistemas de aire acondicionado pueden utilizar deshumidificadores para eliminar el exceso de humedad o humidificadores para agregar humedad al aire seco.

Control del sistema:

Todo el sistema es controlado por un termostato o un sistema de control que monitorea y regula la temperatura deseada, la humedad y otros parámetros para garantizar confort y eficiencia energética.

Tipos de sistemas de aire acondicionado

Los sistemas de aire acondicionado pueden clasificarse como mono-split y multi-split, con notables diferencias en su estructura y utilidad.
En el mono-split, una única unidad interna está conectada a una unidad externa, adecuada para refrigerar o calentar una sola habitación. Esta unidad interna puede ser de diferentes tipos, como de pared, de techo o de suelo.

El sistema multi-split, por otro lado, permite la conexión de varias unidades internas a una única unidad externa. Esta flexibilidad permite acondicionar diferentes habitaciones o áreas simultáneamente, con cada unidad interna controlable de forma independiente.

La elección entre mono-split y multi-split depende de las necesidades específicas del usuario: el primero es ideal para habitaciones individuales, mientras que el segundo ofrece una solución más adecuada para climatizar diferentes áreas, garantizando un control individual.

Cómo elegir y dimensionar el sistema de aire acondicionado

La selección del sistema de aire acondicionado adecuado requiere una evaluación cuidadosa de varios factores:

  1. tamaño del espacio: el tamaño del espacio afecta la potencia necesaria del sistema. Espacios más grandes requieren sistemas más potentes para garantizar una distribución uniforme del aire acondicionado;
  2. carga térmica: calcular cuidadosamente la carga térmica es esencial para determinar la capacidad de refrigeración o calefacción requerida. Factores como el aislamiento térmico, la exposición al sol y el número de personas presentes influyen en la carga térmica;
  3. eficiencia energética: para reducir los costes energéticos a largo plazo, es fundamental considerar la eficiencia energética del sistema. Verificar el coeficiente de eficiencia energética (CEE) o el coeficiente de rendimiento (COP) para garantizar un consumo energético óptimo;
  4. tipos de sistemas: evaluar las diferentes tipologías de sistemas, como sistemas centralizados, autónomos o bombas de calor. Analizar ventajas y desventajas según las necesidades específicas del entorno;
  5. mantenimiento y asistencia: verificar el servicio postventa y la disponibilidad de piezas de repuesto es esencial para garantizar el correcto funcionamiento a largo plazo. Asegurarse de que el proveedor ofrezca servicios de mantenimiento adecuados;
  6. presupuesto: establecer un presupuesto completo, considerando los costes iniciales, operativos (como energía y mantenimiento) y la duración del sistema.

Cómo utilizar un software BIM para el diseño de sistemas MEP

Ahora veamos por qué es conveniente utilizar un software BIM para el diseño de sistemas MEP. Aplicaciones de este tipo te ofrecen en tiempo real una visión clara de todos los componentes del sistema, más precisión en el diseño, mayor capacidad predictiva.

Con un software MEP diseñas tus sistemas en 3D directamente sobre el arquitectónico, siempre tienes bajo control la ubicación de cada elemento y previenes interferencias y problemas en obra.

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