AIRE ACONDICIONADO Y VENTILACIÓN

Estimados Buenos días, respecto al tema publicado anteriormente «PRESURIZACIÓN DE ESCALERAS», surgieron consultas las cuales respondo en esta publicación. Espero queden aclarada las dudas y quedo atento a otras que me puedan hacer llegar.

1.- ¿Cuáles son las consecuencias de no instalar todos los accesorios de control? ¿Cuál es la función de cada elemento?

RPTA.-

Las consecuencias de no contar con todos los accesorios, ocasiona que el sistema no funcione adecuadamente llegando incluso a ser un peligro para la evacuación.  Veamos el siguiente cuadro.

ELEMENTO	FUNCIÓN	SU AUSENCIA PUEDE CAUSAR:
Ventilador	Inyectar aire al cajón de la escalera, manteniendo una presión positiva dentro de la escalera.	Ingreso de aire por aberturas y/o ranuras, desde ambientes contiguos hacia la escalera.  En caso de incendio puede ingresar humo a la escalera.
Tablero de control.	Tablero que contiene y protege a los accesorios de fuerza y control del sistema.	Deterioro prematuro de equipos, por condiciones ambientales y/o daños mecánicos
Variador de Frecuencia	Modificar la velocidad de del ventilador, para mantener una diferencia de presión adecuada de la escalera presurizada respecto al exterior. (Para realizar el control, compara el valor de referencia con el valor recibido del sensor de presión diferencial)	No hay control de la diferencia de presión en la escalera. Ingreso de humo a laescalera. Dificultad para apertura de puertas. Sobrepresión y malestar en los usuarios.
Sensor de Presión Diferencial	Medir la diferencia de presión de la escalera respecto al exterior y enviar señal al variador de frecuencia.	Idem Variador de Frecuencia.
Damper de Alivio	Aliviar la presión dentro de la escalera, por sobrepresión. (Su función es mecánica, se abre según la regulación que tenga, no requiere ninguna conexión eléctrica)	Sobrepresión en la escalera.Dificultad para apertura de puertas.
Sensores de Humo	Enviar señal de apagado a tablero, cuando haya presencia de humo en los ductos.	Inyección de aire con humo a la escalera.
Señal de Sistema de Detección.	Activar el sistema ante la presencia de un evento de incendio.	Que el sistema no funcione de manera automática, ante una emergencia.

2.- ¿Las escaleras presurizadas se aplican solo a edificios de oficinas o comerciales? ¿Se puede aplicar a edificio de viviendas?

Las escaleras presurizadas, aplican para edificios comerciales, sus características se encuentran en el RNE (Reglamento Nacional de Edificaciones).

Para Edificios de Vivienda, no aplican las escaleras presurizadas; sin embargo, este tipo de edificaciones debe contar con escaleras con vestíbulo previo ventilado.

3.- Los edificios tienen escaleras y ascensores.  ¿Se puede adecuar las escaleras existentes o debemos construir escaleras especiales?

La cantidad de escaleras, así como el uso de escaleras existentes debe ser evaluado en función del cálculo de evacuación.  Esta actividad es desarrollada por otros especialistas.

4.- Respecto a la fuente de alimentación eléctrica. ¿Cómo funciona si por algún motivo el edificio se queda sin energía?

Los edificios cuentan con energía de respaldo, generalmente desde un Grupo Electrógeno de combustión interna, este sistema debe suministrar energía a todos los sistemas de emergencia incluido el de Presurización de escaleras.  La transferencia de la energía principal a la de emergencia debe ser automática.

5.- ¿Existe la posibilidad de que se produzca incendio dentro de la escalera presurizada?

La construcción de la escalera es desarrollada y especificada por otros especialistas, pero en general se evita que instalaciones ajenas (Instalaciones de gas. Instalaciones eléctricas, otros) al sistema atraviesen la escalera presurizada.  Los muros y las puertas son resistentes al fuego, así también las aberturas tienen tratamiento cortafuego.

6.- ¿Se puede usar la escalera presurizada para el día a día?

Las escaleras presurizadas deben ser de uso solo en caso de emergencia (considerar que el cálculo del sistema se hace considerando uso de emergencia); sin embargo, no hay restricción de uso.  En caso de usarlo fuera de emergencia, se debe considerar mantener las puertas cerradas.

7.- Algunos edificios, mantienen las puertas de las escaleras abiertas. ¿Está bien tener las puertas abiertas, cuando es escalera presurizada?

Las puertas en general deben mantenerse cerradas y solo abrirlas para evacuación. No está bien mantenerlas abiertas.

8.- ¿Cuál es la escalera de escape de la escalera presurizada? ¿Es la puerta de cada piso?

La puerta de escape generalmente está ubicada en el primer piso y debe estar señalizada, las puertas de cada piso son de acceso a la escalera presurizada (ruta de evacuación).

9.- ¿Hay alguna norma específica sobre escaleras presurizadas? ¿Cuál es?

Las escaleras presurizadas si están normadas, se puede revisar:

• Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE): A.130 – CAP. I “SISTEMAS DE EVACUACIÓN” – SUB CAP. IV. (Exigido para Perú).
• NFPA 92A. Standard for Smoke-Control Systems Utilizing Barriers and Pressure Differences
• EN 12101-6 Smoke and heat control systems

10.- Al instalar el sensor de presión en un piso intermedio y coloco una sola rejilla de inyección en el piso inferior (en el nivel de piso que coincide con la salida de escape), ¿funcionaría el sistema?

Respecto a la ubicación del sensor, el especialista debe definir la cantidad y ubicación de los sensores de presión diferencial, según la naturaleza de cada proyecto.

Respecto a la instalación de rejillas de inyección de aire, se recomienda colocar uno por cada nivel. Pero colocar una sola rejilla de inyección y al nivel de la puerta de escape, no es una buena práctica.

11.- Cuando la presión llega a subir mucho hay quejas de dolor de cabeza y oído.  ¿Qué presiones se debe manejar para evitar esas incomodidades?

Se debe respetar las diferencias de presión indicadas en las normas de referencia, pues considera las condiciones para evitar el ingreso de humo, así como el acceso de las personas a la escalera presurizada. Considerar además todos los accesorios que eviten una sobrepresión dentro de la escalera.

En esta publicación tocamos el tema de las escaleras presurizadas, con la intención de brindar una ayuda con las consideraciones para este sistema. En el desarrollo de nuestras actividades hemos encontrado deficiencias en sistemas de presurización, tanto a nivel de estudio como en instalaciones en operación. Muchas veces por un tema de reducir la inversión inicial. Las deficiencias más comunes encontradas son:

• Capacidad de equipos (Sub dimensionada).
• Ductos previstos (Sub dimensionados)
• Accesorios de control incompletos: Sin variador de frecuencia, sin sensor de presión diferencial, sin damper de alivio

Espero con este aporte aclarar algunos puntos básicos del Sistema de Presurización de Escaleras y quedo atento a los comentarios y consultas.

INTRODUCCIÓN.-

Las escaleras presurizadas son un medio de evacuación vertical muy importante en el caso de presentarse un incendio, su característica principal es que debe ser una ruta libre de humo y/o fuego, para ello debe contar con un Sistema de Inyección de Aire libre de humo, con controles que permitan encender y apagar el sistema automáticamente.

La importancia de contar con una ruta de evacuación es para evitar la asfixia de las personas durante un incendio, pues se sabe que es la causa principal de fallecimiento. La asfixia es causada:  por los gases tóxicos generados en el incendio o la disminución de oxigeno en los ambientes donde se está produciendo el incendio.

El diseño debe estar sujeto a las normas locales, que en el caso de Perú es el Reglamento Nacional de Edificaciones RNE; así como normas internacionales como NFPA, UNE y otros que se indique en el Reglamento, siendo aceptado el más restrictivo.

La cantidad de escaleras presurizadas en una edificación, será calculada según el cálculo de evacuación indicada en el RNE.

CONSIDERACIONES BÁSICAS.-

• Encendido automático del Sistema de Presurización, con señal desde sistema de detección.
• Evitar ingreso de humo a la caja de la escalera:

1. Manteniendo presión positiva dentro de la caja de la escalera:  0.05”c.a. mínimo, (La presión es variable, sufre cambios bruscos con la apertura de puertas).
2. Colocando sensores de humo en ducto cerca al inyector de aire, al detectar humo apagarán al sistema.

• La presión interior debe permitir que la puerta pueda abrirse por una persona aplicando fuerza máxima de 30lbf.
• Sistema de control con variador de frecuencia y sensor de presión diferencial, para mantener la presión interna.
• Instalar damper de alivio, permitirá mantener la presión ante cambios bruscos en el sistema, como también alguna sobrepresión por el Sistema de Presurización.
• Considerar alimentación eléctrica de dos fuentes, la transferencia de la fuente primaria a la alternativa debe ser automática.
• El recorrido de alimentación eléctrica, como de control deben contar con protección contrafuego de 2 horas por lo menos.

ELEMENTOS DEL SISTEMA DE PRESURIZACIÓN.-

El sistema de Presurización debe contar como mínimo con los siguiente:

Ventilador.- Del tipo centrífugo radial de preferencia con las siguientes características: listado o equivalente, si es con sistema de transmisión por fajas y poleas debe tener 1.5 veces el número de fajas requeridas y por lo menos dos fajas.

Tablero de control.– Debe incluir variador de frecuencia, borneras para recibir señal de encendido y apagado, interruptores.  Puede tener incorporado un sistema automático para la alternancia entre las fuentes de energía, no es obligatorio pues se puede contar con tablero de transferencia aguas arriba.

Control de presión diferencial.– Sensor del tipo analógico y señal compatible con el variador de frecuencia y/o con accesorio que permita adecuar la señal a una señal compatible con el variador de frecuencia.

Damper de alivio.– Del tipo barómetrico, deben ser antirretorno y con ajuste de presión para inicio de apertura, debe ser listado UL 555S.

Sensores de humo en ducto.– Sensores del tipo ducto, para instalar en la succión y descarga del inyector. Debe ir conectado al sistema de detección.

¿CÓMO FUNCIONA?.-

El sistema debe estar preparado para funcionar en dos modos: Operación de Mantenimiento y Operación en Emergencia; este último tiene mayor jerarquía (De presentarse un siniestro mientras el equipo esta funcionando en el modo “Operación de Mantenimiento”, automáticamente pasa a modo “Operación de Emergencia”.

Operación de mantenimiento, se debe programar el funcionamiento según la recomendación del instalador, para evitar que el equipo pueda presentar falla, de preferencia debe contar con programación de operación.

Operación en emergencia, el sistema opera en este modo al recibir la señal de encendido desde el sistema de detección, la velocidad de operación será la necesaria para mantener la presión interna de la escalera, el sensor de presión diferencial envía señal al variador de frecuencia, el variador de frecuencia regula la velocidad del motor. El sistema se apaga luego de pasado el evento o por presencia de humo en los ductos, detectado por los sensores ubicados antes y después del ventilador.

Esquema.-

Recomendaciones.-

• El Diseño como la implementación del sistema debe ser realizado por Profesionales y/o empresas que demuestren experiencia.
• El servicio de mantenimiento debe ser como mínimo trimestral y debe incluir la prueba de funcionamiento desde tablero de Detección.
• Evitar la instalación de pulsadores y/o selectores en la tapa de los tableros, así evitamos que pueda ser manipulado por personal NO capacitado.         

Buenos días.

Espero se encuentren muy bien, aún con las limitaciones que debemos acatar.

Preocupados por la situación y para minimizar o evitar el contagio se viene tomando varias políticas y nuestro rubro no se queda atrás, es así que la REVHA emitió un documento para los sistemas HVAC.

Es momento de ayudarnos mutuamente, por lo que cualquier duda nos lo pueden hacer llegar. Adjunto documento donde me he permitido tomar las recomendaciones de REVHA y desarrollarlas. Cualquier aporte favor de hacerlo llegar

Sin otro particular reitero mis más sinceros deseos de que todos nos mantengamos bien hasta el reinicio de nuestras actividades.

Walter Gómez P.

Buenas Noches a Todos.

Este post va dedicado a todos y cada uno de los que formamos parte de la familia UCE INGENIEROS, con el motivo de celebrar su aniversario Número 13.

Con varios proyectos ejecutados y otros en ejecución podemos considerar que UCE INGENIEROS  esta preparado para participar en cualquier proyecto en el que se requiera sistemas HVAC.

Equipos Unitarios, Sistemas VRV, Sistemas de Agua Helada, Control de Humedad, Control de ambientes presurizados y un largo etc.

No sería posible escribir este post, de no haber contado con el apoyo de los colaboradores, la confianza de nuestros clientes y la entrega de los socios y directivos, por todo ello en este mensaje quiero hacerles llegar un saludo a todos los que hacen posible celebrar un aniversario más.

FELIZ ANIVERSARIO «UCE INGENIEROS SAC»

Me disculpo por no haber considerado incluir algo técnico; sin embargo, la siguiente semana estaré compartiendo un artículo con todos Uds.

Saludos,

Walter Gómez

He escuchado esta pregunta y me la he formulado hace algunos años. Al final quien define la cantidad de equipos a colocar es el Profesional encargado de desarrollar la Ingeniería del Proyecto.

Por tema de continuidad del servicio sería recomendable considerar equipos de respaldo, es decir, considerar 02 chillers donde cada uno tiene la capacidad de acondicionar al edificio; sin embargo, sería muy costoso, considerando además que el sistema no trabaja al 100% de su carga durante todo el año.

Considerando lo indicado en el párrafo anterior, se recomienda colocar 02 chillers, que la suma de la capacidad de los mismos cubra el 100% de la carga máxima. Considerando esto último, se podría evaluar la carga, según el requerimiento en Invierno y Verano u otro criterio similar, con lo que lo más seguro es que tengamos  02 chillers de diferente capacidad, ahora por un tema de repuestos y de mantener el sistema por lo menos al 50%, recomiendo colocar 02 chillers de la misma capacidad.

En el caso que el edificio incluya locales comerciales y/o ambientes que se deban acondicionar en un horario diferente al de oficinas, se debe considerar un sistema alternativo o un chiller adicional que cubra la carga de estos últimos ambientes, esto para proteger a los chillers y mantener una temperatura de confort dentro de los ambientes.

Quedo atento a cualquier consulta.

¿Que espero encontrar al ingresar a un edificio?

Es usual encontrar en los edificios:

Estacionamientos en Sótanos, Escaleras de evacuación, Servicios Higiénicos, Oficinas y/o vivienda. Según lo cuál encontraremos sistemas de ventilación y aire acondicionado, podemos distinguir los sistemas descritos a continuación.

1.- Extracción de CO (Manejo de Humos)

Permite evacuar el aire contaminado de los estacionamientos, la evacuación y el cálculo se rige por lo indicado en el RNE (Perú) y respaldado por normas internacionales. Tal es así que los sensores deben actuar al detectar una concentración de 50ppm de CO y la descarga se debe hacer por encima del último nivel de la edificación. Tener en consideración las características del CO, que muchas veces se confunde con la humedad y demás gases productos de la combustión.

Si el nivel de CO no llega a la concentración programada (generalmente 50ppm), el sistema de extracción no entra en funcionamiento, por lo que se recomienda colocar interruptores horarios para encender el sistema en horarios de alta demanda.

El manejo de humos, aplica cuando se produce un incendio y el sistema debe evacuar los gases generados por la combustión, el RNE no contempla esta aplicación aún, pero se puede tomar como referencia normas internacionales para el cálculo y la operación.

2.- Extracción de Aire  – Servicios Higiénicos / Otros.

Los servicios higiénicos deben contar con sistema de extracción para evacuar malos olores, se puede usar ventiladores centrales ubicados en azotea, ventiladores independientes o una mezcla de ambos. El control de encendido, se puede hacer con sensores de presencia, interruptores horarios u otro sistema de automatización del edificio (BMS).

3.- Ventilación de escaleras

Para definir el tipo de ventilación que aplica, se debe conocer el uso del edificio, pues es un sistema distinto si es un edificio de oficinas ó un edificio de vivienda.

Para edificio de Oficinas se debe considerar escaleras presurizadas, según lo indicado en el RNE.

4.- Inyección de Aire Fresco (Entiéndase renovación de aire)

Permite renovar el aire del ambiente y el mismo debe ser calculado en función de la cantidad de personas que permanecerán en los ambientes. El control puede hacerse mediante interruptores horarios o usando sensores de CO2.

El aire se toma del exterior y se inyecta hacia los ambientes o equipos de aire acondicionado, por lo que se debe considerar filtros de aire.  Se puede seleccionar ventiladores centrales y distribuirlos mediante ductos ó usar independientes por piso.

5.- Aire Acondicionado  – Confort.

Para el caso de Lima, generalmente se considera equipos sólo frío, es decir no aplica calefacción en la mayoría de instalaciones. Estos sistemas pueden estar compuestos por:

Equipos tipo ventana, split, paquete, Volumen de Refrigerante Variable, Chillers con condensador enfriado por aire, chillers con condensador enfriado por agua o una mezcla de equipos indicados anteriormente.

6.- Aire Acondicionado  – centros de computo / servidores.

Los Centros de Computo, tienen una carga térmica distinta a la carga térmica de confort, además debe contar con un control más exacto, por lo para el acondicionamiento de estos ambientes se debe considerar equipos de precisión, es usual encontrar equipos de confort instalados en cuartos de servidores o centros de computo; sin embargo, no son equipos diseñados para tal uso.

Más adelante estaremos desarrollando los sistemas mencionados.

Buenas Noches,

Walter Gómez.

Hablar de los procesos del Ciclo de Refrigeración, me trae a la memoria aquellos conceptos termodinámicos,  incluída la ENTROPÍA, que solo lo mencionaré pues la idea es que podamos revisar los procesos de la manera más sencilla. Quién busque mayor información revise Máquinas Térmicas y el Ciclo de Carnot.

Tal como lo mencioné anteriormente, vamos a diferenciar cuatro (04) procesos. Hablando de aire acondicionado, estos procesos los podemos encontrar en los equipos del tipo ventana, split y hasta en los chillers.

Estos Procesos son:

1.- Compresión                                              2.- Condensación

3.- Expansión                                                 4.- Evaporación

 

Graficando los elementos donde se dan los procesos indicados tenemos:

La parte superior del ciclo color rojo, indica que el fluido se encuentra a alta presión y la parte azul indica que está a baja presión.

El fluido (Gas Refrigerante) se desplaza dentro del circuito en dos estados: Líquido y Gaseoso.

Partimos de que el compresor sólo puede comprimir gases (vapor sobrecalentado), lo mencionó para tener una base donde empezar en el ciclo, luego tendríamos lo siguiente:

 

COMPRESIÓN.- El compresor eleva la presión del gas refrigerante y lo descarga hacia el condensador.

CONDENSACIÓN.- Es un proceso en el cuál el vapor sobrecalentado (Gas),se convierte en líquido cediendo calor, el líquido debe pasar al siguiente proceso.

EXPANSIÓN.- Es el proceso en el que el refrigerante (líquido), baja de presión. La finalidad es que posteriormente se evapore a bajas temperaturas.

EVAPORACIÓN.- Proceso en el cuál el refrigerante líquido a baja presión se evapora, para la evaporación, el líquido toma calor del medio al que se requiere enfriar.

 

¿EN QUE ZONAS ENCUENTRO GAS Y EN QUE ZONAS LÍQUIDO?

Recordando….  El compresor sólo comprime Gases (Vapor sobrecalentado).

Luego dentro del circuito, idealmente encontraremos lo siguiente:

–        GAS (VAPOR), entre la salida del evaporador y la entrada al condensador.

–        LIQUIDO, entre la salida del condensador y la entrada al evaporador.

–        LIQUIDO + GAS, en evaporador y condensador.

 

Espero haber aclarado algunas dudas y reiterarles que pueden enviar sus dudas o comentarios, al correo o en la sección comentarios.

 

Buenas Noches,

 

Walter Gómez.

“SPLIT”: Término muy usado en el medio y muchas veces entendido como los equipo decorativos pared, Split traducido a nuestro idioma es DIVIDIDO, SEPARADO, y para el caso de los equipos de aire acondicionado hace referencia a que el equipo de aire acondicionado viene separado en dos unidades.

Por Ejemplo: El Split Decorativo Pared, significa que es un equipo que consta de dos partes una Unidad Interna (Evaporador tipo pared) y una Unidad Externa (Unidad Condensadora, generalmente del tipo descarga horizontal).

Así, nombramos a los equipos del tipo split según la unidad evaporadora, algunos de estos son:

–   Split Decorativo Pared (También llamados mini split).

–   Split Decorativo Techo o Piso/Techo.

–   Split Ducto (Podemos diferenciar los que cuentan con evaporadora tipo UMA y los que cuentan con evaporadora que llamamos tipo FAN COIL).

Dado que son dos componentes del mismo equipo, estos se deben conectar para permitir la circulación del refrigerante, para lo cual se usa tuberías de cobre sin olvidar que se debe aislar las tuberías que se encuentren en la zona de baja presión.

Según las marcas se puede encontrar capacidades de equipos en cada modelo; sin embargo, hay capacidades estandarizadas. p.e. no es posible encontrar un equipo del tipo Split Decorativo Pared de 60,000BTU/h, pues su capacidad comercial máxima es 24,000BTU/h.

Los que pudieron revisar el documento de la publicación anterior pueden notar que hay 04 elementos importantes del Sistema de aire acondicionado, tema que profundizaremos en el siguiente post.

El Post de hoy surge para aclarar el termino SPLIT.

Buenas Noches.

Hola Amigos,

El tema de aire acondicionado es muy amplio, tanto en el nivel de proyectos, nuevos productos, nuevas tecnologías; sin embargo, hay conceptos que no cambian y considero que su conocimiento es de caracter obligatorio para quienes estamos en el mundo del Aire Acondicionado y Ventilación

Hace poco un nuevo integrante de nuestra empresa me consulta: ¿Que puedo ir revisando? la respuesta fue:

Hay cosas básicas que debes saber: – Definiciones:  Aire Seco / Humedad / Temperatura – Unidades y su equivalencia:  °F – °C / CFM – MCH / PSI – Pascal / Metros a Pulgadas / BTU-hr   – TON. – Conocimiento de la Carta Psicrométrica. – Ciclo termodinámico del Sistema de refrigeración. (En la red hay mucha información al respecto). – Tipos de Sistema de Aire Acondicionado.

En documento adjunto hay una presentación dirigida a administradores de edificios, donde incluyo algunos temas básicos de los sistemas de aire acondicionado, les recomiendo darle una mirada y espero que les sirva.

Próximamente estaremos viendo algunos casos prácticos.

Buenas Noches.

DOCUMENTO ADJUNTO:  HVAC_UCE