Este documento describe diferentes tipos de instalaciones electromecánicas para calefacción y refrigeración. Explica los sistemas de generación, transporte y distribución de calor y frío, así como los componentes clave como calderas, bombas de calor, conductos, radiadores y más. Además, compara sistemas de agua caliente, suelo radiante, y calefacción eléctrica, e introduce conceptos como monotubular, bitubular, y retorno directo e invertido.

1. INSTALACIONES
ELECTROMECÁNICAS

2. La envolvente y las instalaciones para la comodidad tèrmica.
En climas intermedios como el europeo las variables de T y Hr rondan los 21ºC y el 50%, si los queremos
en los edificios en invierno : calor y + Humedad y en verano : frío y deshumectación.
Si además controlamos la calidad del aire y su movimiento generamos Aire Acondicionado.
Las instalaciones están en consonancia con la comodidad y la evolución de la sociedad, hace años era
impensable climatizar viviendas, ahora no.
En climas cálidos todavía por ello son eficaces las ventilaciones naturales cruzadas y limitar el consumo
medioambiental tan solo en invierno con calefacción. Reducir el consumo energético es importante por
ello es necesario:
Rentabilizar las posibilidades energéticas del combustible .
Control y diseño correcto de las instalaciones
Disminuir las pérdidas energéticas de dentro a fuera a través de la envolvente.
Incide directamente sobre la instalación de acondicionamiento térmico y en su cálculo.
Aprovechar al máximo las aportaciones energéticas gratuitas.
Asoleamientos – Días nublados
Aumentar la comodidad por medio de los acabados que puedan tener contacto con la piel.
Mobiliario
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3. En climatización el criterio es diferente ya que se produce un efecto contrario ya que las ganancias de calor
por la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior suelen ser menores que las aportaciones por
radiación solar, iluminación y ocupación. Para reducir el consumo energético se plantean :
Sistemas de control de huecos.
Iluminaciones de bajo consumo.
Renovaciones de aire.
Todo ello nos da la posibilidad de generar las instalaciones de calefacción y de aire acondicionado cuando
controlemos también la humedad relativa y la velocidad del aire.
INSTALACIONES de CALEFACCION
Para determinar de manera general los tipos existentes se pueden combinar entre sí las siguientes variables:
Procedimiento de generación de calor
Sistema de transporte del calor
Método de difusión del calor en los locales
Hay casos en los que alguna de las variables no existe y el calor se puede generar en el mismo local a
Calefaccionar.
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4. Generación y cesión coincidentes. Calefacción eléctrica
Podríamos empezar por sistemas más arcaicos de combustión directa, pero lo haremos con el efecto
Joule
Radiador eléctrico conectado a la red
Temperaturas altas y buenos rendimientos con temporizadores pero concentran el calor.
Suelo radiante embebido en el pavimento.
Calienta las partes bajas del cuerpo a baja temperatura, 19º – 29º, y no el aire, es óptimo
para locales de mucha altura, pero necesita mucha inercia de puesta en régimen y es
recomendable que sea de marcha continua.
La calefacción eléctrica tiene costes muy elevados por el tipo de contratación para todo el año y que se
utiliza puntualmente unos meses. Es recomendable utilizar tarifas nocturnas ó de acumulación.
Solamente tiene sentido utilizar este tipo de energía con sistemas de control domotizados.
Procedimientos de transporte de calor
Los sistemas más utilizados en la actualidad son por agua o por aire dada la baja capacidad calorífica del
aire, lo que sugiere utilizar también la instalación para ventilar y enfriar.
Por tanto el sistema más utilizado en calefacción es el agua, habitualmente generada en calderas.
Combustibles líquidos ó gaseosos
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5. Calefacción por agua caliente
Si el calor es transportado por agua, el sistema de cesión puede ser de dos tipos:
Suelo Radiante.
Instalamos tuberías de polietileno en grandes longitudes con transporte de agua a baja
temperatura, 45ºC, con grandes superficies de intercambio y aislamiento inferior y base de
soporte
Radiadores.
Es la más habitual, calienta el agua una caldera y a través de tuberías llega el agua a los
emisores, donde cede calor y es retornada por sistemas mecánicos, para reducir las secciones
de los tubos a la caldera.
Generalmente la bomba se coloca en el circuito de retorno para empujar agua menos caliente. La regulación
de temperatura se realiza semiautomáticamente en la caldera, pero si se quiere afinar el consumo es
interesante ubicar sistemas de control mediante sondas de temperatura y centralitas de regulación horaria.
Antiguamente el sistema de movimiento del agua era por termosifón, tubos de mayores diámetros y
diferentes inercias de funcionamiento de la instalación.
Al calentar el agua hasta 90º su volumen aumenta, así como crea bolsas de aire en los puntos altos de la red,
por lo que necesitaremos vasos de expansión, dilatadores, purgadores y pendientes ascendentes.
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6. Tipos de distribución
Hay básicamente dos sistemas de distribución, el monotubular y el bitubular.
En el monotubular el agua pasa sucesivamente por todos los emisores recibiendo el 1º el agua + caliente
y el último – caliente ya que va cediendo calor.
No toda el agua entra en el emisor solamente entra un porcentaje 30-40%, al salir del emisor se mezcla
con la de la tubería y baja su temperatura, y así sucesivamente hasta llegar a la caldera.
El sistema bitubular es aquel en el que el agua circula independiente por cada emisor, empalmándose los
ramales de retorno a un colector de recogida, por lo que el agua prácticamente llega a la misma
temperatura a todos ellos.
Al ser un doble circuito, ida y retorno hay dos posibilidades de instalación, retorno directo o invertido.
Retorno directo. El primer emisor es el que retorna primero a la caldera y el más lejano es el
último, por lo que el agua llega a diferentes temperaturas a la caldera.
Retorno invertido. El primer emisor es el que retorna último a la caldera y el más lejano es el
primero, por lo que el agua llega más compensada de temperatura a la caldera.
Elementos de la instalación
Las calderas se clasifican en función de sus potencias térmicas y de su composición interna.
Dentro de las de pequeño tamaño se encuentran las murales, que pueden ser mixtas para producción de
ACS por medio de un calderín intercambiador, suelen ser de gas ó eléctricas.
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7. Otro tipo son las de zócalo, diseñadas para sustentarse en el suelo, construidas de plancha de acero ó
hierro fundido, son poli combustibles y pueden llevar incorporados acumuladores de ACS.
Las grandes calderas de mayores potencias suelen ser del tipo modular y hoy en día de alto rendimiento
para disminuir su tamaño.
La elección del emisor ó radiador , aparte de por su potencia calorífica, estrá influida por otros
condicionantes como; espesor, vida útil, calidad del agua, tipo de tubería, precio. Actualmente por sus
garantías técnicas se tiende a utilizar los de aluminio.
En cuanto a las tuberías las más utilizadas son las de cobre, multicapa ó acero inoxidable, empotradas
en pavimentos ó paredes ó simplemente al aire.
INSTALACIONES de REFRIGERACION
Elementos básicos
Al igual que en las instalaciones de calefacción necesitamos :
Sistemas de generación de frío.
Sistemas de transporte.
Sistemas de cesión ó intercambio.
El generador de frío es el elemento diferenciador, se basan en el ciclo que se genera mediante la
compresión y evaporación de un fluido refrigerante mediante energía eléctrica.
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8. Son las bombas de calor que precisan para realizar el ciclo de un compresor y un condensador.
Instalaciones de pequeño tamaño
Los equipos para pequeñas instalaciones son los que denominamos autónomos unidades de
tratamiento de aire con producción propia de frío y/ó calor compuestos pro una o varias unidades.
Los tipos existentes dependen de la combinación de tres varaibles:
Medio que enfríe el condensador. Aire ó agua en el exterior
Tipo de configuración. Compactos ó partidos
Sistema de cómo insuflan el aire en el local. Por descarga directa ó a través de conductos de
aire, rejillas y difusores
Los equipos de condensación por aire utilizan el aire exterior que circula a través del condensador
forzado por un ventilador. Necesitan una abertura exterior al local para tomar aire y expulsarlo otra vez.
Los de condensación por agua pueden tomarla de algún sistema de captación ó de la red urbana, pero
en este caso para no desaprovecharla se utiliza una torre de refrigeración que la recupere enfriándola y
volviéndola a recircular a la bomba de calor.
Las unidades compactas son las tradicionales ó de ventana, ahora prohibidas, de pié en locales ó de
techo para mayores potencias con sistema de descarga, estos últimos, mediante conductos, difusores y
rejillas de retorno.
Los sistemas partidos también pueden tener el mismo equipamiento, pero su diferencia es que sus
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9. unidades condensadora y evaporadora están separadas, normalmente la primera en el exterior y la
segunda en el interior del local a acondicionar, y unidas mediante tuberías aisladas de cobre por donde
circula el fluido/gas refrigerante.
El sistema puede ser el mismo que en la compacta de conductos, ó mediante el denominado multisplit ó
VRV en el que a través de una unidad exterior se pueden alimentar varias unidades interiores y a su vez
diferentes instalaciones directas ó de conductos. La limitación está en la potencia y en la longitud de
transporte del refrigerante.
Instalaciones de aire acondicionado
En general el control de todas las variables, especialmente la pureza y renovación del aire así como su
humedad relativa, es dificil de conseguir con equipos pequeños.
Para ello en edificios de mayor carga y prestaciones se acometen instalaciones centralizadas que
alimenta unidades interiores climatizadoras a través de redes de agua fría y caliente en muchos casos
independientes.
Estos sistemas generalmente tienen las siguientes unidades de producción
Generador de frío y/ó calor. Podemos utilizar un mismo equipo Bomba de Calor reversible ó
sistemas de producción independientes, caldera para agua caliente y bomba de calor para
agua fría con ó sin torre de recuperación, ó sistema VRV con multi evaporadoras..
Sistema de reparto del calor. Directamente por agua hasta equipos climatizadores
interiores ó fancoils, ó a través de aire desde unidades generales de tratamiento.
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10. Renovación de aire. Debemos renovar el aire en los locales según las tasas que determina el
RITE, bién a través de la unidades climatizadoras interiores,ó a través de unidades
especiales para ello generales ó partidas por zonas, que dispongan de intercambiadores
entálpicos de calor para recuperación de energía.
Los sistemas pueden ser a 2, 3 ó 4 tubos dependiendo de los generadores de calor y frío. El primero es
limitado porque solamente puede utilizar ó frío ó calor, pero los otros dos pueden dar la posibilidad de
utilización conjunta de los dos sistemas de generación en épocas intermedias de tiempo estable.
El sistema VRV también posibilita la generación de frío y calor simultáneamente.
Uno de los sistemas más utilizados en edificios de oficinas en la actualidad es el que mediante un
climatizador general impulsa y retorna en parte el aire de renovación tratado convenientemente, limpieza,
temperatura y humedad, y después cada una de las zonas a acondicionar se realiza mediante unidades
independientes, fan-colis ó climatizadores de conductos.
Este sistema permite una mayor versatilidad de la instalación.
La impulsión del aire debe siempre realizarse sin que produzca tiro, turbulencias ni estancamientos,
velocidades comprendidas entre 5 y 9 m/min.
La humedad del aire se controla mediante sistemas de humectación ó deshumectación en los propios
climatizadores, con la consiguiente alteración d ela temperatura que posteriormente se debe corregir.
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