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La importancia de conocer el deslizamiento de Temperatura (GLIDE)

Deslizamiento de temperatura (Glide) ¿Por qué es sumamente importante conocerla?

La mayoría de los técnicos en refrigeración y aire acondicionado somos conscientes de la utilidad que tiene una tabla de presión contra la temperatura a la hora de hacer nuestro trabajo, sin embargo, no todos logramos entender la forma correcta de leerlas. Es por eso que hoy nos hemos dado un tiempo para explicar los conceptos: punto de rocío y punto de burbuja, además de las principales diferencias entre los refrigerantes puros y las mezclas.

En los refrigerantes más comunes, la temperatura del serpentín puede ser leída a partir de la escala de temperatura que se muestra en el indicador y calibrador, facilitando de esta forma su medición, sin embargo no todos los refrigerantes tienen esta función: existen algunos donde la tarea se vuelve más complicada a causa del deslizamiento de temperatura.

Este deslizamiento de temperatura es la que ayudará a determinar la forma que tomará la tabla de presión contra la temperatura. Por esto es necesario revisar de manera inmediata los principales conceptos de este tema:

  • El desplazamiento ocurre a partir de que los distintos gases que componen la mezcla del refrigerante poseen una amalgama de temperaturas de ebullición lo cual genera una diferencia entre las composiciones de la fase líquida y la de vapor dentro de un sistema cerrado.
  • A causa de esta diferencia en la temperatura, los gases más volubles suelen evaporarse primero haciendo que la temperatura de ebullición de la fase líquida vaya en aumento cada vez que se evapora más el producto.
  • La temperatura de evaporación promedio se encuentra entre la temperatura en la que el refrigerante empieza a hervir, hacia la entrada del dispositivo de expansión, y en la que deja de hervir en la parte final del evaporador.
  • Un dato más sobre el deslizamiento de temperatura es que es usado para comparar los puntos de ebullición de cada refrigerante obteniendo de esta manera la misma temperatura promedio para el serpentín.
  • Otro dato sobre el deslizamiento es que en el condensador sucede lo mismo que en el evaporador, aunque el proceso es revestido a medida que los componentes se condensan a distintas escalas tanto en las entradas como en las salidas.
  • Por otro lado, el punto burbuja trata sobre la temperatura donde aparece la primera burbuja de ebullición, mientras que en el punto de rocío ocurre lo contrario: el vapor se empieza a condensar.

Para entender de manera gráfica los conceptos, se muestran a continuación dos diagramas que representan la evaporación/Condensación de un compuesto puro y una mezcla.

 

 

Para un componente puro, se puede observar un punto donde su vapor empieza a cambiar a estado líquido, o cuando ese líquido cambia a vapor. En lo que sucede este cambio, la temperatura se mantiene constante. Lo anterior es debido a que la energía requerida para realizar el cambio de una fase a otra se gasta en su totalidad evitando de esta forma los cambios en la energía interna del compuesto.

Como se puede observar en la gráfica para una mezcla zeotrópica, al ser primero el cambio de estado de los compuestos altamente volátiles, la temperatura durante el proceso va en aumento hasta llegar a la evaporación o condensación en su totalidad.

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Cuál es la temperatura ideal del aire acondicionado en una oficina

Algunos se quejan de la temperatura baja, otros de que los códigos de vestimenta son perjudiciales ante temperaturas altas. Lo anterior se ve muy seguido en los trabajos de oficina con los termómetros que registran los 30ºC (treinta grados centígrados), algo que ocurre muy seguido en lo veranos de México y América Latina.

Con sólo asomarnos por los cubículos de las oficinas podemos notar la diferencias entre los friolentos y los acalorados lo cuales, en casos extremos, son irreconciliables puesto que se abre una brecha de enemistad enorme. Si nos ponemos a observar estas situaciones, notaremos que son más las mujeres que abogan por el aumento de la temperatura que los hombres. La explicación a esto resulta sencilla y es dada por dos científicos quienes en el estudio “Consumo de la Energía en Edificios y la demanda térmica femenina”, publicado en la revista científica Nature, nos demuestran que la temperatura considerada óptima para el aire acondicionado está adaptada para sólo los hombres.

La climatización de los edificios y centros de trabajo se encuentra diseñada para un hombre de unos 40 años y alrededor de unos 70 kilos. “La hipótesis de este problema, nos dice el doctor Pedro Landete, especialista español en Neumología (especialidad encargada de estudiar las enfermedades del aparato respiratorio), se encuentra en el metabolismo de los seres humanos, el cuerpo del hombre genera más calor y por tanto necesita más frío para alcanzar la temperatura óptima, y al cuerpo de la mujer le ocurre lo opuesto, necesitando más calor exterior. En este estudio se ha observado que existe una diferencia metabólica, en relación a porcentaje de grasa corporal y un rango fisiológico de aislamiento corporal que podría variar según el sexo y edad”.

Dicho estudio expresa que, según el modelo actual, “puede sobreestimar la producción de calor en reposo de las mujeres hasta un 35%”. En otras palabras, las mujeres generalmente pasan más frío que los hombres. Además, agrega el especialista que “es evidente que más mujeres se han ido incorporando al mercado laboral, ocupando más puestos de trabajo, por lo que sería oportuno ajustar dichos niveles a las necesidades actuales”.

Para ello algunos países como España han implementado algunas normas para incorporar por completo a la mujeres al campo laboral. Por ejemplo, en el país anteriormente mencionado, existen las Normas Oficiales para regular la temperatura en los centros de trabajo; éstas tienen como indicaciones que las oficinas deben contar con una temperatura de 23ºC a 25ºC, y con una humedad relativa del 45% al 60%. Según Landete “la temperatura ideal para los varones suele estar entre los 21 o 22 grados, mientras que las mujeres suelen preferir una temperatura superior, entre 24 o 25 grados”, además agrega que “no todos los hombres quieren la misma temperatura, ni todas las mujeres 25 grados”. Sobre las preferencias de temperatura, existe otra variable que se debe tener en cuenta: la vestimenta. No sólo es el pensar en la temperatura con base en el metabolismo de los hombres, es también calcular a partir de la variable de la vestimenta.

“Es posible que en una oficina en la que nosotros vamos con chaqueta y pantalón largo, y ellas con falda, tirantes y sandalias, la temperatura sea buena para todos”, nos dice el especialista médico. “En diversos foros se ha debatido sobre la necesidad o conveniencia de poder relajar las normas establecidas de vestimenta las cuales obligan a los caballeros a trabajar en traje o manga larga en días de verano, excusándose en pruebas de eficiencia energética que han probado que por cada grado centígrado que ‘se sube’ el aire acondicionado se consigue un 7% de ahorro energético”. Para la solución a este problema sería necesario acercarnos a los centros de trabajo correspondientes.


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Por qué elegir un sistema INVERTER en el aire acondicionado

¿Sabes para qué sirve el sistema Inverter? Siguiendo la definición de uno de sus fabricantes más prestigiados “es un sistema que controla la velocidad del motor eficientemente para que de esta manera exista un menor gasto de energía”.

Los aires acondicionados mantienen el control de la temperatura de la habitación enfriando, cuando la temperatura de la habitación es más alta que la predeterminada, y calentando, cuando es más baja.

La diferencia de utilizar un sistema Inverter comparado con un aire acondicionado tradicional está en el motor. El motor de un aire acondicionado sin Inverter tiene una velocidad constante y simplemente se apaga y se prende cada vez que la temperatura tiene que ser ajustada.

 

Por otro lado, el motor de un aire acondicionado con Inverter ajusta la temperatura cambiando la velocidad del motor sin tener que apagarlo y prenderlo repetidamente.

Con la comparación de estos 2 tipos de motores sabemos que un aire acondicionado con Inverter puede ahorrar hasta 30 % más energía que uno que no lo posea.

Para dejar este tema más claro, debemos a 2 personas corriendo:

· Uno correrá muy rápido, luego se detendrá a descansar y después seguirá corriendo antes de detenerse a descansar de nuevo. Repetirá esto unas cuantas veces mientras que la otra persona correrá un poco más lento, pero nunca se detendrá a descansar, manteniendo siempre una velocidad constante.

· Al final, el primero de los dos corredores se sentirá más cansado que el segundo, ya que la persona utiliza más energía para iniciar a correr repetidamente.

Lo mismo ocurre con los motores que no cuentan con Inverter. Al estar prendiendo el motor repetidamente, se gasta más energía, generando un mayor consumo de electricidad.

¿Sabes si tu aire acondicionado cuenta con el sistema Inverter? En Quimobásicos somos expertos en gases refrigerantes, garantizando la calidad de los productos, cumpliendo con las especificaciones requeridas para el perfecto funcionamiento de los euipos, como el gas Genetron AZ20 (R410A).

¡Consulta con tu distribuidor más cercano para recibir la asesoría adecuada!

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Aires acondicionados: Evitando el bajo rendimiento desde su instalación.

¿Sabías qué una mala instalación puede ser la culpable del bajo rendimiento de tu aire acondicionado? Ponte al día con nosotros.

¿Bajo rendimiento? La eficiencia energética de los equipos HVAC sufre debido a malas instalaciones.
La demanda cada vez mayor por aires acondicionados y bombas de calor eficientes apunta un recorte récord de aproximadamente 30% en el uso de energía residencial eléctrica utilizada para refrigeración y calefacción.

Lo que pocos saben es que estos beneficios que se buscan mediante una mejora en eficiencia energética de equipos de tecnología avanzada pueden ser nulos si el equipo no es instalado adecuadamente.
En un estudio del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés) se concluyó que la baja eficiencia de los equipos está directamente relacionada a las malas instalaciones realizadas por técnicos poco capacitados. El reporte del estudio de NIST es el primero de su tipo enfocado en cuantificar perdidas de eficiencia causadas por errores de instalación documentados en estudios de campo.
“Nuestras medidas indican que una mala instalación puede aumentar el uso de energía en el hogar para refrigeración y calefacción a más del 30% de lo que debería de ser”, dijo Piotr Domanski, quien dirige el estudio del rendimiento en HVAC del NIST.
El Ingeniero Domanski, Hugh Henderson de CDH Energy Corp., y el ingeniero mecánico del NIST, Vance Payne realizaron su estudio de medición y modelado de información durante tres años de duración de acuerdo a las inspecciones y otras evidencias de campo que indicaban que, un equipo HVAC “típicamente instalado” podría desperdiciar una cantidad considerable de energía.
Los errores de instalación –o fallas- comúnmente reportados incluyen conductos con fugas, una incorrecta carga de refrigerante, sobredimensionamiento de los sistemas y un flujo de aire restringido.
En encuestas realizadas, la mayoría de los equipos para aire acondicionado evaluados que obtuvieron niveles de una baja eficiencia tenían por lo menos uno o más errores de instalación. “Fue muy común encontrar baja eficiencia en equipos de aire acondicionado, bombas de calor, y equipos relacionados”, explica el Ingeniero Domanski.
“En la mayoría de estudios no se contabilizó aumento de consumo energético como resultado de alguna falla particular o varias fallas, las cuales son difíciles de hacer en el campo”.
Bajo condiciones ambientales controladas, el equipo describió el rendimiento de una bomba de calor mientras operaba con alguno de los siete errores más comunes de instalación. Después de determinar qué tanto afectaba el consumo de energía cada error en el laboratorio, se investigó cómo los mismos errores puedan impactar el uso de energía en dos tipos de casas -uno con sótano, la otra construida sobre un bloque de concreto – y en cinco zonas climáticas diferentes. Esta parte del análisis fue conducido con una herramienta de simulación creada por CDH Energy Corp.
 Los errores más comunes se concentraron en FUGAS EN DUCTOS DE AIRE, mientras que el segundo error más significante que causaba incrementos del uso de energía se dividió en CARGA BAJA DE REFRIGERANTE e INCORRECTO FLUJO DE AIRE en casa (debido a una mala instalación de ductos de aire).
Otros hallazgos del estudio fueron:
  1. En seis de las siete fallas estudiadas, los incrementos asociados en el consumo de energía son similares para las casas con cimientos sólidos y las que tienen sótano. Sin embargo los conductos de aire con fugas instalados en un espacio no acondicionado del ático pueden causar el mayor incremento en el consumo de energía en las casas con cimientos sólidos.
  2. En los climas cálidos y húmedos las fugas en conductos incrementan substancialmente la humedad interior relativa, lo que afecta el grado de confort y por ende la comodidad de las personas.
  3. Como consecuencia de lo anterior los ocupantes o usuarios por lo general le bajarán al termostato para compensar esto, lo que incrementa significativamente el consumo de energía. Con algunas excepciones, las fallas simultáneas tienen efectos aditivos en el consumo de energía.

 

Para Concluir: El correcto dimensionamiento, selección, e instalación de los equipos HVAC de acuerdo a los procedimientos reconocidos por la industria y siguiendo los manuales de los fabricantes de equipos es fundamental para garantizar la eficiencia energética (ahorro de energía).
El informe del NIST constituye la contribución de los Estados Unidos al recientemente finalizadoAnexo 36 de Análisis de Sensibilidad del Mantenimiento de Calidad/Instalación de Calidad de la Agencia Internacional de Energía, y es el primero de su tipo en cuantificar los efectos de una instalación incorrecta.
El informe mencionado sirvió como base científica para establecer los requisitos del reglamento de capacitación para los instaladores de equipos de nuestro vecino país del norte.
Y tu amigo lector, ¿que opinas? esperamos tu contribución y opinión en las dos preguntas de la semana:
  • ¿Estás de acuerdo con que las instalaciones defectuosas afectan la eficiencia?,
  • ¿Te parece adecuado el nivel de profesionalización dentro del mundo HVACR?

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Guía Rápida de Conceptos de Refrigeración (segunda parte)

Conceptos de refrigeración. Segunda parte
En una entrega anterior revisamos las definiciones de diferentes conceptos de refrigeración que utilizamos todos los días en nuestro ambiente laboral. Para complementar la anterior lista les traemos la segunda parte de la definición de conceptos de refrigeración.

HUMEDAD. Se conoce como humedad a la cantidad de agua que se encuentra dispersa en el ambiente (aire). Cuando el aire contiene la máxima cantidad de agua permisible, es cuando se genera el concepto de saturación de agua en el aire. Conocemos dos formas distintas de humedad en nuestro ambiente laboral, la humedad relativa y la humedad específica.

HUMEDAD ESPECÍFICA. La humedad específica se define como la cantidad de masa (peso) de vapor de agua disuelto en el aire (humedad). Se expresa en unidades de libras de vapor de agua por libra de aire seco (aire con 0% de humedad)

HUMEDAD RELATIVA. Se le conoce como el porcentaje del grado de saturación de vapor de agua en el aire. Se expresa en una escala de 0 a 100%. Por ejemplo, se dice que cuando la humedad relativa es 0%, es porque no existe nada de agua disuelta en el aire. Un valor de humedad relativa de 50% nos indica que el aire a aceptado la mitad de la cantidad máxima de agua que puede absorber. Por último decimos que la humedad relativa del 100% ocurre cuando se llega a la saturación de agua en el aire.

SATURACIÓN. Se le conoce como saturación a la concentración máxima de un compuesto disuelto en otro. Es decir, que ya no puede agregar ni un solo gramo del compuesto que se disuelve en el otro. Por ejemplo, cuando el ambiente (aire) ya no puede absorber más agua (humedad) es que el aire está saturado de agua.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA. En la presión que ejerce el aire que existe en el ambiente a la superficie de la tierra. Mientras más cerca nos encontremos del nivel del mar, va a existir más aire sobre nosotros, lo que genera una presión mayor. Si nos encontramos a una altura muy por encima del nivel del mar, tenemos menos aire sobre nosotros generando una menor presión atmosférica.

TRANSFERENCIA DE CALOR. La transferencia de calor es el proceso físico donde la energía interna de un cuerpo (que podemos medir como la temperatura) se mueve a un cuerpo con menor energía que el anterior. Por ejemplo, si tenemos un cuerpo a 100°C y lo sumergimos en una gran cantidad de agua fría, la energía del cuerpo caliente se transferirá al agua fría generando que la temperatura del cuerpo caliente disminuya. Es importante mencionar que la energía siempre fluye del cuerpo más caliente al más frío.

PUNTO DE ROCÍO. El punto de rocío ocurre en el momento en que se enfría el aire saturado de humedad, disminuyendo su capacidad de absorción de vapor de agua. Esto genera que el agua que ya no puede estar disuelta en aire se comience a condensar, generado unas pequeñas gotas de agua. El ejemplo más común de este efecto ocurre cuando dejamos una botella fría de refresco fuera del refrigerador y después de un tiempo empezamos a notar que la botella está sudando (se llena de gotas de agua). Esto ocurre porque la temperatura del aire cerca de la botella disminuye hasta un punto donde la humedad empieza a condensarse por fuera de la botella.

REFRIGERANTE. Se le conoce como refrigerante a las sustancias con bajos puntos de ebullición (menores a los -15°C) que se utilizan como medios para robar el calor del ambiente y desplazarlo a otra zona.

Esperamos que estas definiciones les ayuden a complementar sus conocimientos en el ámbito de la refrigeración.


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