Pasos para instalación de sistemas VRF (I

por JIMY daneLLI*

Presentamos una serie de recomendaciones para tener en cuenta durante un proceso de instalación de esta clase de tecnologías para HVAC.

Actualmente, en la industria del aire acondicionado ha crecido la instalación de sistemas más eficientes y más versátiles que llenen las expectativas del usuario final o del cliente. En tal sentido existen alternativas que el proyectista e instalador ofrecen con diferencias marcadas para cubrir capacidades medias y altas.

El sistema VRF (Volumen de Refrigerante Variable), aunque el término preciso sería “caudal de refrigerante variable”, son sistemas cuyo funcionamiento es similar al de la bomba de calor, y a diferencia de la bomba

de calor, los VRF tienen la capacidad de poder variar el caudal de refrigerante aportando evaporación-condensación, controlando así más eficazmente las condiciones de temperatura de los locales a climatizar.

Los sistemas VRF de acondicionamiento de aire han resultado de la evolución de los sistemas “Multi-Split”. Son sistemas de bomba térmica reversible que permiten conectar varias unidades interiores con una sola unidad exterior a través de dos tuberías de cobre por donde circula el fluido refrigerante, aunque en algunos casos también poseen sistemas con calefacción, lo cual adiciona una tubería para tal fin.

El sistema VRF basa su funcionamiento en el motor del compresor. Este motor que hace funcionar al compresor albergará un sistema de variación de frecuencia VRF (entre 20 y 100 Hz). Así, el compresor trabajará a menor o mayor rendimiento dependiendo de la información recibida del sistema de control del local (termostatos y sensores). Cuando el compresor trabaja a menor potencia, se suministra un caudal de refrigerante menor hacia el evaporador/condensador, disminuyendo la cantidad de calor absorbido/cedido a la sala. Así el control de temperatura del local es mucho más preciso. Este control frecuencial del compresor disminuye los paros y puestas en funcionamiento que son motivo de desgaste del mismo, además de generar consumos de energía considerables.

Reversión

Refrigeración

Bloqueo de válvula soleroide

Colador

Distribuidor

Con el sistema VRF se dispone de un control climático más preciso. Los compresores de los sistemas de acondicionamiento de aire convencionales son regulados por una acción todo-nada, es decir, el compresor se pone en funcionamiento cuando el termostato percibe una temperatura inferior a la de su punto de consigna y para cuando detecta una temperatura superior. En cambio, en los sistemas VRF la regulación de la temperatura es proporcional.

La cantidad de fluido refrigerante bombeado a las baterías aumenta o disminuye proporcionalmente a la proximidad de la temperatura del local, respecto del punto de consigna.

El sistema VRF con recuperación o aprovechamiento de calor El concepto de la recuperación de calor consiste en intentar aprovechar las pérdidas energéticas que se producen en un sistema común de acondicionamiento de aire. La evaporación de fluido refrigerante para enfriar un local conlleva la condensación del mismo y la consiguiente cesión de calor a otro medio. Este calor de condensación se suele desperdiciar hacia el exterior en sistemas “aire-aire”.

La recuperación de calor permite poder aprovechar ese calor y llevarlo hacia otro local donde se precise calefacción. Esto se consigue distribuyendo el fluido refrigerante de manera conveniente. El refrigerante en estado gaseoso que proviene de las unidades evaporadoras se llevará hacia las unidades solicitadas de calefacción, produciéndose allí la condensación del gas. Seguidamente, el líquido condensado volverá a las unidades evaporadoras.

Acumulador

Bloque de válvulas de chequeo Colador

Figura 1.

Con este sistema se consigue gozar de una independencia climática en cada sala climatizada. Cada unidad interior trabajará de forma independiente de las demás, solicitando la cantidad de refrigerante que necesite. Una válvula de expansión electrónica asociada a válvulas solenoides en algunos casos, dejará pasar la cantidad justa de fluido refrigerante que deberá entrar en la unidad evaporadora.

Válvula de reversión

Colador

Colador Separador de aceite

HP Válvula de seguridad

Calefacción

Acumulador

Colador

La cantidad

de fluido

refrigerante

bombeado a las

baterías aumenta

o disminuye

proporcionalmente

a la proximidad

de la

temperatura del

local, respecto

del punto de

Esta distribución inteligente del fluido refrigerante se consigue gracias a un sofisticado sistema de control electrónico (el cual requiere de un software del fabricante). Las patentes de los sistemas VRF pertenecen a empresas multinacionales que han incorporado sus avances en materia electrónica y de control a estos sistemas de acondicionamiento de aire. En comparación a la relativa simplicidad del componente de refrigeración de estos sistemas, el componente electrónico y de control aplicado es realmente complejo.

Un punto importante para el buen funcionamiento de los sistemas VRF es el cálculo y diseño de los sistemas. A la hora de proyectar cualquier instalación de aire acondicionado se debe comenzar por conocer qué cantidad de calor habrá que introducir o extraer del recinto a climatizar. Esto se consigue mediante una estimación de las denominadas cargas térmicas.

sión directa (DX) con variación en el flujo de refrigerante, con tecnología Inverter en sus compresores, y que la variación de la cantidad de refrigerante está dada por la demanda en las unidades interiores o evaporadoras. Con distancias de hasta 165 metros entre la condensadora y la última evaporadoras cada evaporadora puede ser controlada independientemente. Los condensadores pueden ser enfriados por aire o por agua.

La tubería es uno de los puntos destacados a tomar en cuenta, recuerden que el tipo de tubería a emplear es la conocida como ACR (recomendada

Recomendaciones para la instalación de VRF Ahora hablaremos de ellos desde el punto de vista práctico en su proceso de instalación.

lo cual favorece el incremento en la caída de presión que afecta directamente al rendimiento del compresor, y por tanto, reduce la eficiencia del sistema.

Es recomendable en la instalación de los diferentes tramos seccionar y probar fuga antes de continuar con grandes extensiones de tuberías y así facilitar la culminación de las diferentes conexiones y derivaciones, esto colocando válvulas de servicios en un extremo y sellando en el otro extremo, luego se presuriza con nitrógeno a aproximadamente 500psig y se procede a verificar fugas, con esto además se permite tener tuberías limpias.

Aislamiento El aislamiento es un tema muy importante en el sistema VRF, a diferencia de un sistema tradicional de expansión directa, en el VRF generalmente a la salida del condensador la línea de líquido tiene un subenfriamiento, por ello es necesario aislar térmicamente la línea de líquido dado que es posible que se pueda llegar a condensar en algunos casos.

para aire acondicionado y refrigeración) o técnicamente conocida como tipo “L”.

Se recomienda utilizar tubería rígida para evitar aumentar la caída de presión en el compresor, además de facilitar la instalación líneal y nivelada permitiendo un funcionamiento ideal, ya que al utilizar tubería flexible se corre el riesgo de dejarla poco alineada, lo que incrementa la caída de presión en el compresor, en ambos casos la soportaría de la tubería debe suministrarse la suficiente y necesaria.

Al momento de instalar tubería debemos asegurarnos de su manejo y transportación para evitar que esté contaminada (con partículas de polvo y humedad excesiva) recuerden siempre taparla en sus extremos.

Se recomienda llevar las tuberías en dos niveles en el sentido horizontal, recuerden que la instalación en un sistema VRF es un sistema troncal, es decir, se van haciendo derivaciones para sacar los disparos a cada unidad evaporadora, el manejar las tuberías de líquido y gas a diferentes alturas nos permite no tener cruces de tuberías al momento de hacer los disparos troncales a diferencia que si las tuberías principales las lleváramos al mismo nivel en donde forzosamente tenemos que suministrar codos para brincar una de las dos tuberías, En este sistema no es permitido poner las tuberías de gas y líquido juntas en un solo elemento aislante, dado que la diferencia de temperaturas es alta y a lo largo de los 165 metros de la instalación, puede representar pérdidas de energía (enfriamiento) en el sistema, lo que puede redundar en un bajo rendimiento.

El espesor del aislamiento es importante, tradicionalmente se considera que con ½ pulgada es suficiente, esto puede llegar a ser válido en zonas cuya humedad no rebase el 80% de humedad relativa, pero en zonas de costa o con condiciones climáticas extremas como lo es el caso de Villahermosa o Mérida (ejemplos de Venezuela), en donde se puede sobrepasar el 80% de humedad relativa, el aislante con ½ pulgada de espesor puede llegar a saturarse y comenzar a condensar, por ello es necesario revisar el espesor del aislamiento de acuerdo a tablas. En conclusión, en un sistema VRF se aíslan de forma independiente la línea de líquido como la de gas.

* Jimy Danelli es asesor de mantenimiento en aire acondicionado y refrigeración. Pueden escribirle a jdanelli36@gmail.com