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Análisis de Sistemas de Refrigeración por Compresión VRV y Centralizados.

INTRODUCCIÓN

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El sistema de refrigeración comúnmente utilizado es el de refrigeración por compresión.

Se trata de un proceso termodinámico que se desarrolla en un circuito cerrado haciendo pasar un refrigerante por zonas de baja presión y alta presión, para que absorba y disipe calor.

Los principales elementos son:

  • Compresor
  • Condensador
  • Válvula de expansión
  • Evaporador

Se distinguen dos zonas.

Alta presión (compresor-condensador)

Baja presión (Válvula de expansión – evaporador)

El ciclo es el mismo para un aparato de ventana, un sistema de volumen de refrigerante variable o una gran enfriadora.

Aparte de la energía necesaria para mover el compresor (normalmente eléctrica), se requiere un fluido externo para condensar y otro fluido externo para evaporar.

Se suele utilizar aire o agua y de ahí la terminología del tipo de instalación.

En primer término, se indica el fluido que condensa y en segundo el que evapora.

Aire – aire:            Condensa utilizando aire y evapora utilizando aire

Aire – agua           Condensa utilizando aire y evapora utilizando agua

Agua – aire           Condensa utilizando agua y evapora utilizando aire

Agua – agua         Condensa utilizando agua y evapora utilizando agua

En este Articulo se analizan los dos sistemas más utilizados, que corresponden a los de condensación por aire, debido a los riesgos potenciales que puede presentar la bacteria de la Legionela en un sistema condensado por agua.

Aire-aire para un Sistema VRV

Aire-agua para un Sistema Centralizado.

VRV (Volumen de refrigerante variable) (aire–aire)

  • El aire se utiliza para condensar el refrigerante (aire exterior)
  • El aire se utiliza para evaporar el refrigerante (aire para enfriar recintos)

Sistema Centralizado (aire-agua)

  • El aire se utiliza para condensar el refrigerante (aire exterior)
  • El agua se utiliza para evaporar el refrigerante (agua fría para distribución)
  • Desde el evaporador se toma agua fría que se envía a fancoils de habitaciones y climatizadores, mediante bombas, para refrigerar los recintos

En cada uno de estos sistemas existen varias opciones:

  • Solo refrigeración
  • Bomba de calor (Refrigeración o Calefacción)
  • Bomba de calor que aporta simultáneamente (Refrigeración y Calefacción)

En los Sistemas Centralizados (aire-agua), existe la posibilidad de instalar un intercambiador en el circuito de condensación, que aprovecha parte del calor generado en el proceso de compresión.

 

MÁQUINAS FRIGORÍFICAS

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Las maquinas utilizadas para los dos sistemas analizados

VRV

  • Normalmente se instalan bombas de calor para refrigeración o calefacción.
  • Un Sistema de bomba de calor para refrigeración y calefacción simultaneas, supone un sobrecoste que solo tendría sentido en instalaciones muy específicas.

Sistemas Centralizados aire-agua

  • Solo enfriadora, cuando la calefacción se confía a calderas.
  • Enfriadora con el opcional de recuperación para aprovechar parte del calor de condensación.
  • Bomba de calor (Refrigeración o Calefacción).
  • Bomba de calor con el opcional de recuperación para aprovechar parte del calor de condensación cuando funciona como enfriadora.
  • Bomba de calor que aporta simultáneamente refrigeración y calefacción. Se conoce como bomba de calor a 4 tubos.

¿Qué es una bomba de calor?

Bomba de calor es una maquina frigorífica que extrae energía del aire exterior más frio.

Un cuerpo que tenga una temperatura superior a 0º Kelvin (Cero Absoluto) dispone de energía interna.

Teniendo en cuenta que 0º Centígrados o Celsius que es el que comúnmente utilizamos en Europa equivalen a 273, 15º Kelvin, es posible extraer energía del aire ambiente y esta energía se utiliza para calentar.

Es lo que se denomina Aerotermia.

Su funcionamiento es igual que el descrito. La única diferencia es que utiliza el calor de condensación para calefacción y disipa a la atmosfera el aire más frio que se produce en el proceso de evaporación.

NOMENCLATURAS USADAS

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Respecto a los refrigerantes la Reglamentación existente es:

F-Gas 2024

  • El Reglamento de la Unión Europea UE 2024/573 publicado el 20 de febrero de 2024.

RSIF

  • Real Decreto 552/2019, de 27 de septiembre, por el que se aprueban el Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias.

SISTEMAS VRV Y CENTRALIZADOS

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Para designar a los Sistemas VRV se utilizan dos nomenclaturas.

VRV:        Volumen refrigerante variable

VRF:         Variable Refrigerant Flow

Se analizarán los fabricados con la última tecnología. Compresores accionados por motores Inverter.

  • Aclarar que los motores Inverter utilizan la tecnología actualmente más sofisticada en lo relativo a variación de velocidad y ofrecen el máximo rendimiento en lo relativo a consumo energético.

Un Sistema VRV se puede comparar con una maquina frigorífica en la que las unidades terminales (evaporadores en verano o condensadores en invierno), se hallan desplazadas del núcleo central de la maquina y unidos a la misma por líneas de refrigerantes fluorados.

Con respecto a los Sistemas Centralizados se analizará aire-agua que va desde una enfriadora pura, al más sofisticado sistema de bomba de calor a cuatro tubos.

En los Sistemas Centralizados existe una maquina frigorífica que enfría agua, si solo es enfriadora y enfría o calienta agua si es bomba de calor. (la opción más sofisticada enfría y calienta).

El agua fría o caliente es llevada a las unidades terminales (fancoils), por la acción de grupos bombas.

Se trata de dos sistemas perfectamente válidos y que dependiendo del tipo de instalación, resultaran más o menos adecuados.

Se hace la salvedad que en el comparativo se toma como referencia habitaciones o pequeños recintos de hoteles.

En zonas nobles donde se ubican los salones, restaurantes, salas de baile, sala de juntas, etc., el Sistema Centralizado es muy superior en confort al que puede proporcionar un sistema VRV.

COMPARATIVA DE LOS SISTEMAS

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Se analiza la comparativa entre los dos sistemas

VRV

  • Es un Sistema exclusivo de cada fabricante.
  • Es un Sistema exclusivo para cada refrigerante.
  • Si se cambia el refrigerante ni son válidas las maquinas ni la instalación.
  • Es un Sistema exclusivo de control.
  • No existe el más mínimo intercambio entre elementos y equipos. Desde el primer día hasta el final de la vida de la instalación, la dependencia del fabricante en lo relativo a piezas de reposición, averías importantes y control, es total.
  • El número de unidades es muy elevado debido a que la carga del refrigerante es limitada y regulada por la Reglamentación vigente (RSIF).
  • El Refrigerante R-410A que es el que habitualmente se emplea, tiene un PCG (Poder de Calentamiento Global) muy alto y se va a restringir su producción en los próximos años.
  • El sistema no tiene flexibilidad.
  • No es ampliable
  • Tampoco permite subdividir recintos, si con ello se reduce el volumen mínimo exigible al recinto más pequeño en función de la carga de refrigerante del circuito.
  • Una avería, afecta a un conjunto de recintos, generalmente pocos debido a que la limitación de carga del refrigerante es muy restrictiva y está impuesta por el RSIF.
  • El espacio ocupado por las unidades VRV es amplio y disperso debido al número de máquinas necesarias.
  • Tiene una tecnología superior, se adapta mejor a las variaciones de temperaturas en épocas intermedias, tiene una mayor facilidad para el montaje, el número de elementos es inferior, un control sofisticado y garantiza un correcto funcionamiento.

Sistema Centralizado

  • Es un Sistema totalmente abierto.
  • Se pueden instalar plantas enfriadoras o bombas de calor de cualquier fabricante.
  • La misión de los elementos de producción son totalmente independientes de la distribución y de las unidades terminales.
  • Las redes de tuberías se mantienen durante toda la vida de la instalación.
  • Con los materiales inertes que últimamente se utilizan se alejan riesgos de corrosión.
  • Igual ocurre con el resto de los elementos, valvulería y accesorios.
  • Las unidades terminales (fancoils o climatizadores) se pueden instalar de cualquier fabricante debido a que son elementos con un serpentín y un ventilador.
  • El refrigerante es agua.
  • Una avería en un fancoil solo deja fuera esa habitación.
  • El control nunca es exclusivo, se pueden instalar elementos de control de un gran número de fabricantes con sistemas de comunicación abiertos.
  • Es perfectamente ampliable y no tiene ningún tipo de restricción debido a fuga de refrigerante.
  • Cualquier pieza es estándar y existe en el mercado.
  • La Sala de Máquinas ocupa menor espacio y está centralizada.
  • El diseño depende de la cualificación de la Ingeniería, el número de elementos es extenso, tiene una menor flexibilidad para cubrir las temporadas con variaciones de temperaturas en primavera y otoño, a no ser que se instale un sistema más sofisticado a cuatro tubos, el control es externo y requiere una definición detallada de los modos de funcionamiento.

 

DISEÑO DE LA INSTALACIÓN

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Una vez realizado el cálculo de cargas, el diseño de la instalación es muy diferente entre los sistemas VRV y Centralizado.

VRV

Está muy estudiado, dado que los esquemas de montaje, el cálculo de las tuberías, los elementos necesarios y todo lo relativo al diseño es realizado con el software específico del fabricante.

Es el fabricante el que facilita todos los planos y esquemas, sin necesidad que intervenga una Ingeniería externa.

Sistema Centralizado

Requiere un diseño muy detallado y estudiado por parte de la Ingeniería.

Desde la conexión a la maquina hasta las unidades terminales

  • Bombas
  • Tuberías
  • Valvuleria
  • Unidades terminales
  • Expansión
  • Controles hidráulicos
  • Sistema de Gestión y Control
  • etc.

El diseño de la instalación un sistema VRV está garantizado por el fabricante y un Sistema Centralizado está sujeto a la cualificación de la Ingeniería que lo realiza.

MONTAJE DE LA INSTALACIÓN

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Las diferencias son las siguientes:

VRV

  • Se simplifica al máximo
  • Planos y esquemas muy detallados y definidos facilitados por el fabricante.
  • Recorridos relativamente pequeños
  • Pocos elementos diseñados para su ensamblaje.
  • Tuberías de menor diámetro.
  • Requiere personal con una alta cualificación
  • El montaje es rápido

Sistema Centralizado

  • El montaje es más complejo
  • El nivel de definición de los planos va a depender de la Ingeniería.
  • Mayores recorridos con distintos tipos de tubería.
  • Tuberías de mayor diámetro.
  • Mayor implementación de elementos y accesorios.
  • Ocupa mayor espacio
  • El montaje requiere un tiempo superior.

CAMBIO DE REFRIGERACIÓN A CALEFACCIÓN

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Hay épocas durante el año en las que las demandas energéticas son variables.

Puede ser en primavera y otoño.

Habrá días o momentos que el recinto demande refrigeración o calefacción.

VRV

  • Al hallarse la instalación muy subdividida, el volumen de refrigerante a calentar o enfriar es relativamente pequeño, por lo que el cambio invierno-verano o verano-invierno se produce en pocos minutos.
  • Se trata de un sistema muy flexible que se adapta fácilmente a las variaciones climatológicas.
  • Afecta al conjunto de habitaciones conectadas al circuito.
  • También existe la posibilidad de atender unas habitaciones en refrigeración y otras en calefacción con bombas de calor preparadas para ese cometido, aunque con mayor coste y dada la flexibilidad del sistema, no suele ser necesario.

Sistema Centralizado

  • El Sistema Centralizado tiene una gran inercia para realizar un cambio invierno-verano.
  • Lo habitual es llegada una fecha proceder a esos cambios.
  • Hay una gran masa de agua que calentar o enfriar y eso no es inmediato, ni es planteable.
  • Para garantizar la flexibilidad habría que ir a instalaciones a cuatro tubos con un mayor coste.

CONTROL

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Respecto al Sistema de Control si está correctamente diseñado y ejecutado es igual en un sistema y en otro, aunque en el Sistema VRV la posibilidad de error no existe y en el Centralizado va a depender del diseño de la Ingeniería y de la Integración que realiza la Empresa de Control

VRV

  • Es un sistema exclusivo del fabricante en el que se integran todos los elementos de la instalación.
  • La comunicación entre los elementos es total y la optimización máxima.
  • No cabe la posibilidad de error en las funciones que tienen que desarrollar.
  • El mantenedor o usuario solo tiene que ajustar los parámetros de consigna y el sistema se encarga de todo.

Sistema Centralizado

  • Es más complejo y requiere de un diseño integral que va a depender de la Ingeniería.
  • Se observa que en muchas ocasiones se confía a Empresas de Control, a las que no se aporta un modo de funcionamiento especifico, lo que penaliza el funcionamiento, la vida de máquinas elementos y equipos, así como el consumo energético.
  • Realizada estas observaciones, un Sistema de Control perfectamente diseñado y realizado debe funcionar igual que el del VRV

CONSUMO ENERGÉTICO

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Como todo, depende lo que se compare.

Analizando el funcionamiento en verano:

Consumo energético producción de refrigeración

  • Depende de la diferencia de temperatura entre condensación y evaporación.
  • Para condensación se utiliza el mismo elemento (aire exterior)
  • Para evaporación se fija una temperatura.
  • A medida que se reduce la diferencia de temperaturas, se incrementa el rendimiento.

VRV

  • Se puede fijar la temperatura de evaporación.
  • Normalmente se fija algo más baja, dado que las unidades terminales se optimizan debido a la limitación existente de refrigerante por circuito, con objeto de instalar las máximas unidades posibles y dado que el sistema Inverter es capaz de atender puntas de demanda.

Sistema Centralizado

  • Los fancoils se seleccionan para atender las necesidades de refrigeración a mayor temperatura.
  • Por tanto, el agua en la enfriadora se evapora a una temperatura más alta.
  • Con un control correctamente diseñado se fija además una rampa de evaporación en base a las condiciones exteriores que optimiza aún más la producción de frio.

En un Sistema correctamente diseñado el consumo energético en producción de refrigeración, es menor en el Sistema Centralizado.

Consumo energético a carga parcial

A carga parcial los motores Inverter tienen un elevado rendimiento.

VRV

  • Se ajusta en todo momento a la demanda de la instalación.
  • Al equipar motores Inverter el rendimiento es óptimo.

Sistema Centralizado

  • Si el sistema Centralizado utiliza compresores con motores Inverter, el rendimiento es superior, si bien son de una gama alta que encarece la instalación.
  • Si se utilizan compresores con motores convencionales. El ajuste no va a ser tan fino por lo que en general el consumo es algo superior.

Consumo energético calor latente de condensación en habitaciones

El aire tiene en su composición vapor de agua, que condensa al encontrarse una superficie fría.

A medida que la temperatura superficial disminuye, la condensación aumenta, debido a que la máxima cantidad de vapor de agua que admite el aire depende de la temperatura.

Siempre que se produce un cambio de estado y pasa el agua de vapor a liquido es necesario aportar energía.

VRV

  • Dada la necesidad de optimizar en el diseño de este sistema, normalmente evapora a temperaturas más frías con lo que la condensación es mayor.
  • A medida que condensa más vapor de agua se incrementa el consumo energético.

Sistema Centralizado

  • En un Sistema Centralizado la temperatura del agua a las unidades terminales es en general superior a la de los Sistemas VRV.
  • Además, en un Sistema correctamente diseñado, la temperatura que llegan a los fancoils va a depender de condiciones exteriores, con lo que al enviar agua a mayor temperatura disminuye la condensación.
  • El consumo energético debido a la condensación en las unidades terminales es inferior al VRV.

Distribución a unidades terminales

La distribución del refrigerante a unidades terminales es diferente en los dos Sistemas.

Para hacer llegar el refrigerante a las unidades terminales se requiere una energía.

La potencia requerida para un bombeo es:

Potencia = Caudal * Presión

  • La potencia es una función cubica
  • El caudal es una función lineal
  • La presión es una función cuadrática

            VRV

  • El refrigerante llega a las unidades terminales impulsados directamente por el compresor.
  • El caudal de refrigerante es menor que en un sistema centralizado
  • La presión es superior al de un sistema centralizado

            Centralizado

  • El refrigerante (en este caso agua) llega a las unidades terminales (fancoils) impulsado por grupos bombas.
  • El caudal es superior al VRV.
  • La presión es inferior al VRV.
  • En las nuevas instalaciones la tendencia es caudal variable con lo que la bomba se ajusta a la demanda de la instalación.

La energía consumida en bombeo podría ser algo inferior en un Sistema VRV, aunque se estima que no muy inferior debido a las elevadas presiones a las que trabaja.

Si se compara un Sistema VRV con una instalación convencional de caudal constante y un control no suficientemente integrado, el consumo energético del VRV es muy inferior al del Sistema Centralizado.

Si se compara con un Sistema Centralizado incluso sin tener tecnología Inverter con un control perfectamente integrado, el consumo energético del Sistema Centralizado va a depender de los parámetros indicados.

Habrá instalaciones y momentos en los que uno sea superior al otro.

Por tanto, a la hora de comparar no se considera el Consumo Energético un factor diferencial a favor de ninguno de los dos Sistemas.

NÚMERO DE MÁQUINAS

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En este caso existe una gran diferencia entre un Sistema VRV y uno Centralizado.

VRV

  • El número de máquinas a instalar es excesivo
  • En base al tipo de refrigerante, existen limitaciones especificadas en el Reglamento (RSIF) debido a:
  • Toxicidad
  • Inflamabilidad
  • Clasificación del local
  • Tipo de emplazamiento
  • Lo que limita la carga de gas en el circuito frigorífico obligando a la instalación de una cantidad elevada de máquinas para atender con cada una de ellas pocas habitaciones.
  • Para atender un hotel de mediana o grandes dimensiones requieren un número de unidades exteriores muy elevado ocupando una gran superficie totalmente dispersa, debido a que debe existir la mínima distancia posible entre la unidad exterior e interiores.
  • Actualmente como refrigerante se utiliza el R-410A

Tabla Reglamento de Seguridad Instalaciones Frigoríficas (RSIF)

  • El R-410A tiene un límite practico de 0,44 Kg. /m3., lo que limita la carga que es posible instalar en un circuito que atienda varias habitaciones, teniendo en cuenta la habitación más pequeña.
  • En el RSIF viene el siguiente ejemplo

Si la habitación más pequeña es de 16 m2, y 2,70 m. de altura, la carga máxima admisible en el circuito sería de:

Carga máxima=0,44*16*2,7=19 Kg

  • ¿Qué ocurriría a nivel de carga del circuito frigorífico si se utilizara por ejemplo R-32, que se está utilizando en algunas enfriadoras?

Carga máxima R-32=0,061*16*2,7=2,6 Kg

Con esa carga por circuito no se podría instalar este refrigerante.

Y es que el límite práctico se reduce a 0,061 debido a la inflamabilidad.

Sistema Centralizado

  • Existe un único lugar donde se instalan todas las maquinas.
  • El refrigerante que llega a las unidades terminales es agua.
  • La instalación no tiene el más mínimo riesgo.
  • Las unidades terminales (fancoils) no están limitadas a ningún circuito, se pueden instalar las necesarias a lo largo de la distribución.

REFRIGERANTES

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La fecha tope para refrigerantes la limita el Reglamento F-Gas 2024

VRV

  • El Refrigerante que se utiliza actualmente es el R-410A.
  • Su PCG (Poder de calentamiento Global) es 2.088.
  • La cantidad de refrigerante es muy elevada.
  • El nuevo Reglamento F-Gas 2024, pone limite a la instalación de unidades que trabajen con este gas el 1 de Enero de 2.029

Reglamento F-Gas 2024

Por tanto, un sistema VRV con R-410A no pueden formar parte de nuevas instalaciones a partir del 1 de Enero de 2.029

Sistema Centralizado

  • Se utilizan otros tipos de refrigerante debido a que una enfriadora o bomba de calor aire-aire se sitúa al exterior.
  • La cantidad de refrigerante es muy pequeña, se limita a la que se integra en la máquina.
  • Los refrigerantes que se utilizan actualmente en las maquinas enfriadoras o bombas de calor tienen un PCG muy inferior al del R-410A.

APROVECHAMIENTO CALOR DE CONDENSACIÓN

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Un Sistema VRV aire-aire y un Sistema Centralizado aire-agua, en líneas generales pueden tener un consumo energético equivalente.

Tanto en uno como en otro, el calor de condensación en la temporada estival se disipa a la atmosfera.

Si a ese calor se le encuentra utilidad se obtiene una energía extra para otros procesos.

En todos los hoteles se produce agua caliente sanitaria.

En otros hay otros servicios que pueden demandar calor en verano como piscinas y SPA.

VRV

  • Al ser un Sistema aire-aire no es posible aprovechar el calor de condensación.

Sistema Centralizado

  • Permite un aprovechamiento de parte del calor de condensación para la producción gratuita de agua caliente sanitaria o cualquier otro servicio.
  • Si el Sistema Centralizado es de tipo Bomba de Calor, durante el invierno podrá utilizarse para precalentamiento de agua caliente sanitaria de una forma más ecológica y con mejores rendimientos que calderas.

El aprovechamiento del calor de condensación es una energía totalmente gratuita que reduce el coste energético y mejora notablemente el impacto medioambiental.

VIDA ÚTIL DE LA INSTALACIÓN

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La vida útil de la instalación va a depender del Mantenimiento, de las condiciones de trabajo y de los elementos y materiales instalados.

Sin embargo, existen condicionantes que limitan la vida útil.

Entre ellas, los repuestos y los refrigerantes.

VRV

  • Las maquinas que se instalan actualmente dejaran de fabricarse como fecha tope en 2.028.
  • El fabricante podrá garantizar repuestos y atender suministros hasta 10 años después.
  • El refrigerante se irá reduciendo paulatinamente por lo que presumiblemente sus precios e impuestos se incrementaran.
  • Los repuestos necesariamente deberán de tener un mayor coste debido a que al fabricante se obliga por ley a suministrarlo, obligándole a stop y fabricaciones bajo demanda.
  • En una instalación VRV en el momento que no disponga de repuestos, no solo deja de funcionar el elemento en cuestión, sino toda la instalación.
  • En el momento que sea necesario sustituir las maquinas, no es aprovechable nada, ni siquiera la tubería, debido a que se construye específicamente para el R-410A.

Sistema Centralizado

  • Equipan refrigerantes con un periodo mayor de vida y solo afecta a la enfriadora o bomba de calor.
  • El número de piezas de repuesto necesarias se circunscriben única y exclusivamente a la maquina y las expectativas en cuanto a su periodo de vida son más elevadas.
  • De todos los elementos del Sistema, única y exclusivamente la maquina se puede ver afectada por algún cambio de refrigerante a más largo plazo que el fijado para el R-410A.
  • Se puede sustituir cualquier maquina por otra de cualquier fabricante.
  • Al resto de la instalación no le afecta el cambio de máquinas, permanece inalterable y los periodos de vida se alargan considerablemente.
  • Los repuestos están siempre garantizados porque existen multitud de fabricantes que construyen todos los elementos de la instalación, tuberías, fancoils, válvulas, vasos de expansión, termostatos, etc. etc.

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

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Existe una gran sensibilización con lo relativo al Impacto Medioambiental, debido a la emisión a la atmosfera de refrigerantes fluorados de efecto invernadero.

En este caso el Impacto Medioambiental se puede analizar desde un doble punto de vista.

Fugas de refrigerante

Periodo de vida de máquinas elementos y equipos.

De hecho, la nueva legislación va en contra de la obsolescencia programada por el impacto que supone la fabricación de nuevos elementos.

VRV

  • En lo relativo a la fuga de gas, el RSIF establece en su Apéndice 2:

Impacto total equivalente sobre el calentamiento atmosférico (TEWI Total Equivalent Warming Impact)

  • Este parámetro evalúa el calentamiento global producido a lo largo de la vida del funcionamiento del sistema de refrigeración.
  • Los tres impactos que considera TEWI son:
  • Perdidas por Fugas
  • Perdidas debidas a la Recuperación
  • Impacto debido a la energía consumida.
  • De ellas las dos primeras afectan en gran medida a la emisión de refrigerante a la atmosfera.
  • Sobre el impacto de la energía consumida, normalmente eléctrica y cada vez más ecológica, en un sistema bien diseñado se puede considerar la misma, por lo que no tendría influencia.
  • Analizando solo las pérdidas estimadas por fugas que se calcula de acuerdo con la formula:

L = 0,4 * (M)2/3

En la que:

L:  Fugas de refrigerante en Kgs. /año

m: Carga de refrigerante en Kgs.

  • Considerando una instalación en la que haya solo 100 Kgs. de refrigerante, las fugas estimadas por año son:

L = 0,4 * (100)2/3 = 8,62 kGS.

  • Teniendo en cuenta que 8,62 Kgs. de R-410A provoca un calentamiento global anual equivalente a:

PCG = 8,62 * 2088 = 17.999 Kgs. de CO2.

Por cada 100 kgs. de refrigerante que se instale y solo por fugas, la estimación es de una contaminación equivalente a 18 Toneladas de CO2

  • En lo relativo al periodo de vida de la instalación:
  • El periodo de vida previsible para una instalación VRV va a ser limitado, debido a la limitación al uso del R-410A y a la no fabricación de unidades para este refrigerante, con lo que las según la legislación, el fabricante no se obliga a suministrar piezas diez años después que la maquina deje de fabricarse.

Instalación Centralizada

  • En lo relativo a la fuga de gas, solo existirá la que se produzca en la máquina que es donde existe únicamente gas de efecto invernadero.
  • En el resto de la instalación el refrigerante es agua.
  • La cantidad de gas que equipa la maquina es insignificante comparada con el Sistema VRV y el PCG del gas refrigerante que se utiliza muy inferior.
  • El Reglamento F-Gas 2.024, amplia la vida de las enfriadoras y bombas de calor en función del refrigerante que equipen.
  • Por tanto, la vida media de la enfriadora o bomba de calor va a ser superior a las del Sistema VRV.
  • Por otra parte, la durabilidad de la instalación en su conjunto es muy superior debido a que se instale la máquina que se instale, el resto de los componentes se mantienen.
  • Al existir un mayor aprovechamiento, se alarga la vida de maquinarias elementos y equipos que mejoran notablemente el Impacto Medioambiental

Mantemiento y averías

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Con respecto al Mantenimiento hay que analizar las actuaciones que requiere a lo largo de la vida de la instalación y el mantenimiento preventivo exigido por el RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas), y el correctivo (averías).

VRV

  • El Mantenimiento se multiplica al ser un número elevado de unidades.
  • Dada las presiones a las que trabaja existe un riesgo potencial de fugas a lo largo de su vida útil.
  • Se multiplican los compresores, las válvulas de expansión y los componentes electrónicos.
  • En cada habitación el controlador tiene que estar integrado con la unidad exterior debido a que para mantener la temperatura es preciso actuar sobre la válvula de expansión y el ventilador.
  • Las averías afectan al conjunto de habitaciones atendidas por la máquina.
  • Requiere un alto grado de cualificación profesional debido a que se trata de elementos propios de las maquinas, control y refrigerantes.
  • Piezas exclusivas en todas las maquinas (un solo suministrador)
  • Control exclusivo en todas las maquinas. (un solo suministrador)
  • Reparaciones de averías importantes (Servicio Técnico del fabricante)
  • Todas las redes son de refrigerantes fluorados

Sistema Centralizado

  • Quitando el mantenimiento propio de la enfriadora o bomba de calor que requiere un alto grado de cualificación profesional, el resto puede ser realizado por cualquier Mantenedor Habilitado experto en Instalaciones Térmicas.
  • La presión en la distribución de agua es baja y los tubos construidos con materiales inertes, lo que minimiza la aparición de averías.
  • En las unidades terminales no existen elementos electrónicos sofisticados, solo termostatos para controlar su funcionamiento.
  • Cualquier avería que se produzca en un fancoil, solo afecta a esa habitación, se aísla con las válvulas y la instalación sigue operativa.
  • Los elementos que forman parte de la instalación lo fabrican multitud de empresas
  • El control está dentro de estándares y lo fabrican multitud de empresas
  • El refrigerante es agua.

Los costes debido a Mantenimientos y Averías son superiores en el Sistema VRV con respecto al Centralizado.

INVERSIÓN

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Aunque el Sistema VRV está formado por un número elevado de máquinas frigoríficas con sistemas electrónicos sofisticados, últimamente puede resultar más rentable la inversión inicial frente a un Sistema Centralizado.

El coste de la instalación eléctrica para atender a un número tan elevado de máquinas resulta superior.

Instalación eléctrica

VRV

  • La potencia instalada se incrementa al exigir la instalación múltiple maquinas, a las que hay que llevarle líneas capaces de atender su potencia nominal.
  • El cableado se incrementa notablemente al tener que atender un conjunto de máquinas muy superior.
  • Igualmente, los cuadros eléctricos dado la necesidad de proteger un número muy superior de máquinas.

Sistema Centralizado

  • Al estar todo centralizado solo existe una Sala de Máquinas, una acometida y un cuadro.

Es posible que sumando el coste que supone el incremento en la instalación eléctrica, la inversión inicial siga siendo más favorable en un Sistema VRV.

Si se analiza la inversión complementaria a lo largo de los años, con las duras condiciones impuestas por la Legislación vigente en lo relativo a refrigerantes, mantenimientos, averías y repuestos, así como la limitación de la vida útil de la instalación, una Instalación Centralizada resulta más rentable.

CONCLUSIONES

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En este Articulo se ha intentado analizar de la forma más objetiva posible las ventajas e inconvenientes de los Sistemas VRV y Centralizado aire-agua, para habitaciones de hotel.

Las ventajas e inconvenientes se han indicado en cada uno de los puntos desarrollados.

Como resumen general.

  • El diseño de una instalación VRV está garantizado por el fabricante, mientras que en un Sistema Centralizado depende de la cualificación de la Ingeniería.
  • El montaje de una instalación VRV es más rápido, pocos elementos y todos definidos en sus más mínimos detalles. En un Sistema Centralizado existe un mayor número de elementos y las especificaciones depende de la cualificación de una Ingeniería externa.
  • El Control y el software está desarrollado por el fabricante y existe una comunicación total entre todos los elementos. En un Sistema Centralizado va a depender de la cualificación de una Ingeniería externa.
  • La tecnología que utiliza en general el Sistema VRV es superior a los Sistemas Centralizados.
  • En un Sistema VRV todos los elementos tienen un único suministrador. El fabricante.
  • En un Sistema Centralizado existen multitud de fabricantes que construyen todos los componentes.
  • El Sistema VRV tiene una flexibilidad total en los cambios invierno-verano que lo puede realizar en pocos minutos en primavera y otoño, mientras que un Sistema Centralizado lo suele hacer una vez en primavera y otra en otoño. Si se desea una mayor flexibilidad en un Sistema Centralizado se incrementa el coste.
  • En los Sistemas VRV, los mantenimientos y averías tienen un coste muy superior y requieren un personal con un grado de cualificación.
  • En un Sistema Centralizado, cualquier Empresa de Mantenimiento Habilitada está capacitada para atender la instalación.
  • En un Sistema VRV la instalación es dispersa y el número de máquinas muy elevado.
  • En un Sistema Centralizado existe una sola Sala de Máquinas.
  • En un Sistema Centralizado existe además la posibilidad de obtener calor de condensación, que se puede utilizar por ejemplo para el calentamiento gratuito de agua caliente sanitaria.
  • El Impacto Medioambiental de un Sistema VRV es muy alto afectando en gran medida al calentamiento global.
  • El Impacto medioambiental de un Sistema Centralizado solo afecta al refrigerante contenido en las maquinas con un PCG muy inferior. A las unidades terminales llega agua que no tiene el más mínimo impacto medioambiental
  • La vida útil de la Instalación VRV queda limitada al suministro de piezas y refrigerante. Cuando falte hay que desmontarla totalmente y no se puede aprovechar nada.
  • La vida útil de la Instalación Centralizada es muy superior, incluso cambiando alguna máquina, todo es aprovechable.
  • La inversión inicial puede resultar más económica, aunque a lo largo de la vida un sistema VRV va a tener un coste muy superior debido a mantenimientos, averías y periodo de vida útil.

BIBLIOGRAFÍA

1

Reglamentos Parlamento Europeo (F-Gas 2024)

REGLAMENTO (UE) 2024/573 DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO
sobre los gases fluorados de efecto invernadero

https://www.boe.es/buscar/doc.php?id=DOUE-L-2024-80236

Reglamento de Seguridad Instalaciones Frigoríficas

Real Decreto 552/2019, de 27 de septiembre, por el que se aprueban el Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias

https://www.boe.es/buscar/doc.php?id=BOE-A-2019-15228

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