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Sistemas de Climatización. ¿Por VRF o por agua? ¿Qué Elegir?

articulo sistemaclima 0Con este artículo se pretende, precisamente, dar una opinión desde la equidistancia y desde la neutralidad, sin entrar en detalles pero intentando aportar un enfoque que contribuya a reflexionar sobre cuál es la mejor solución

 

En muchas ocasiones cuando estamos delante de un proyecto de climatización nos surge esta cuestión; de hecho, se han escrito gran cantidad de artículos e informes hablando de las bondades de ambos sistemas; en la mayoría de los casos explicados con gran rigor técnico, no obstante, acostumbran a ser tendenciosos y a hacer hincapié en aspectos concretos que pueden favorecer a una u otra causa pero sin aportar una visión general que ayude a elegir el sistema más conveniente. Con este artículo pretendemos, precisamente, dar nuestra opinión desde la equidistancia y desde la neutralidad, sin entrar en detalles pero intentando aportar un enfoque que contribuya a reflexionar sobre cuál es la mejor solución.

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Cuando aparecieron los primeros sistemas de climatización por VRF, aprovechando el desarrollo en Japón de los compresores tipo “Scroll Inverter”, se inició un debate sobre la idoneidad de estos sistemas en el sector de la climatización. En algunos casos hubo quién los consideró como algo novedoso y sofisticado que dejaba en un segundo plano a los equipos tradicionales de bomba de calor aire-agua, como si se tratara de algo antiguo u obsoleto. Por el contrario, hubo quién denostó el sistema de VRF alertando sobre supuestos problemas de confort o su gran peligrosidad en el caso de que se produjera una fuga de gas refrigerante. ¡Nada más lejos de la realidad! Ni una cosa ni la otra.

Porque en definitiva no existen sistemas buenos o malos, ni se trata de vislumbrar cuál es el más adecuado. Simplemente se trata de escoger el que mejor se adapte a las necesidades  del proyecto, valorando cuáles son los aspectos más importantes que se quieran poner en valor. En función de la importancia con la que ponderemos factores como el coste económico, su uso, la precisión requerida, la eficiencia energética, su versatilidad, la facilidad de mantenimiento, etc. podremos decantarnos con más claridad por uno u otro sistema.

¿Qué es un sistema de VRF?

articulo sistemaclima 2Lo podríamos definir como un sistema de acondicionamiento de aire por compresión de vapor, basado en los ciclos termodinámicos de expansión directa, donde el gas refrigerante es directamente conducido, mediante caudal variable, a las unidades terminales que son las encargadas de producir calor (por condensación del fluido refrigerante) o frío (por evaporación del fluido). Todas las unidades interiores pertenecientes a un mismo circuito frigorífico están conectadas a su respectiva unidad exterior mediante un bus de comunicación que informa sobre el estado de las unidades interiores a unos microprocesadores. Éstos son los que regulan la cantidad de fluido refrigerante que hay que comprimir y transportar para satisfacer la demanda térmica.

Desde finales de los años 80, cuando surgieron los primeros sistemas de VRF, hasta hoy en día, los avances tecnológicos incorporados y las mejoras en la electrónica y en el software de control han sido tan significativos que han permitido que se puedan aplicar ambas soluciones con resultados satisfactorios en proyectos donde antes no era posible. 

Si por algo se caracterizan los sistemas de VRF es por su gran versatilidad y el elevado grado de eficiencia energética que poseen. Sobre todo si se trata de un sistema con recuperación (las unidades de un mismo circuito frigorífico pueden trabajar simultáneamente en modo frío y en modo calor). Este sistema permite una rápida reacción ante un aumento brusco de una carga térmica o ante un veloz descenso de temperatura, ajustándose continua y sistemáticamente la carga de gas a comprimir a la demanda térmica requerida en cada momento.

Dentro de los avances más relevantes conseguidos en estos últimos años con los sistemas de VRF destacamos los siguientes: 

articulo sistemaclima 4> Incorporación de interfaces para compatibilizar con sistemas BMS. 

> Aparición de controles para gestión energética.

> Desarrollo de sistemas con recuperación para el ACS. 

> Aparición de controles para baterías de expansión directa incorporados en las UTA.

> Diseño de unidades exteriores condensadas por agua o con ventiladores centrífugos para ubicar en el interior de edificios. 

> Implantación de un sistema de “desescarche en continuo” sin dejar de aportar gas a alta presión al circuito frigorífico (muy necesario en climas fríos y húmedos). 

> Diseño de sistemas híbridos utilizando agua como fluido refrigerante secundario. 

> Incorporación de compresión múltiple directa a distintas presiones con la utilización de la descarga del primer compresor para la aspiración del segundo (tipo Booster).

En resumen podemos decir que los sistemas de VRF en el sector de la climatización han experimentado un fuerte crecimiento desde sus inicios por allá los años 80, y no es por casualidad. Son apropiados para climatizaciones de pequeñas y medianas potencias en el sector residencial y terciario. Con constantes mejoras en su electrónica y en el software de control, los sistemas VRF son interesantes por su gran versatilidad, una elevada eficiencia energética y un sistema de recuperación que los hacen especialmente recomendable para lugares con cambios térmicos constantes y espacios con poca inercia térmica.

Sistemas de bomba de calor (aire-agua / agua-agua)

articulo sistemaclima 3Lo podríamos definir como un sistema de acondicionamiento de aire por compresión de vapor, basado en los ciclos termodinámicos de expansión directa -hasta aquí igual que el VRF-, donde el gas refrigerante es intercambiado térmicamente con un circuito de agua, que a su vez, actuando como refrigerante secundario, es el encargado de transferir y ceder dicha carga térmica al ambiente a través de las unidades terminales (que pueden ser fancoils, climatizadores o sistemas de difusión radiante).

Estos sistemas siempre deberían adoptarse en aquellos proyectos de climatización donde, por sus características, requieren un control estricto de temperatura y de humedad relativa (museos, laboratorios, salas blancas, hospitales, etc.). Asimismo son los sistemas más apropiados para aplicar en espacios con grandes inercias térmicas, superficies con difusión radiante o en aquellas instalaciones con una distancia considerable entre la central frigorífica y las unidades terminales de difusión de aire.

De la misma manera que ocurre con los sistemas de VRF, los sistemas de agua también han experimentado sustanciales mejoras tecnológicas que han aportado mayores prestaciones y una mejora de rendimiento energético. Una parte muy importante de esta mejora responde a la evolución de los sistemas de compresión aplicados.

En el aspecto de las mejoras tecnológicas destacaríamos:

articulo sistemaclima 5> La consolidación de los compresores “Digital Scroll y Scroll Inverter” para pequeñas y medianas potencias.

> La introducción de la tecnología “Inverter” aplicada a compresores semi-herméticos de tornillo. 

> La aparición de la tecnología de compresores centrífugos de levitación magnética para climatización (muy eficientes cuando trabajan a bajas presiones de condensación). 

Por lo que respecta a los intercambiadores en los sistemas de agua, en los últimos tiempos, cabe destacar su incorporación para climatización de equipos con evaporadores multitubulares inundados, que consiguen reducir sustancialmente el diferencial de temperatura  entre la evaporación y la salida del fluido.

 

Otras mejoras a destacar en los sistemas de agua serían: 

> Utilización de refrigerantes con un potencial de calentamiento global GWP inferior al de los gases HFC.

> Mejora de los sistemas de recuperación parcial para ACS.

> Avance en control y prestaciones de los equipos con recuperación total.

> Consolidación de equipos con free-cooling (muy útil para zonas templadas o para lugares con cargas térmicas muy elevadas y constantes). 

> Incorporación de interfaces para compatibilizar con sistemas BMS.

En resumen podemos decir que los sistemas de bomba de calor aire-agua (agua-agua) gozan de muy buena salud y están experimentando mejoras constantes tanto en la generación como en la tecnología aplicada a los sistemas de bombeo de refrigerante, intercambio, control y difusión. Consideramos que estos sistemas, aunque también se puedan aplicar en el sector residencial y terciario, son más apropiados para uso en climatización de grandes espacios, instalaciones con grandes inercias térmicas, espacios singulares con difusiones específicas o aplicaciones que requieran un control estricto de la temperatura.

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