Aire Acondicionado Capitulo 7

Capítulo 7: Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado (HVAC)‐102
CAPÍTULO 7: CALEFACCIÓN, VENTILACIÓN,
AIRE ACONDICIONADO
Al pensar en eficiencia en energía, una de las decisiones más importantes que se harán con respecto a un
nuevo hogar es el tipo de sistema de calefacción y de enfriamiento que se va a instalar. Otra consideración
crítica es la selección del contratista de calefacción y de aire acondicionado. La eficiencia del funcionamiento
de un sistema depende tanto de la instalación apropiada el grado de funcionamiento del equipo.
El diseño incorrecto y la instalación incorrecta del sistema HVAC tienen impactos negativos en la comodidad
personal y en las cuentas de energía. El diseño y la instalación incorrectos de un sistema de HVAC pueden
afectar negativa y dramáticamente la calidad del aire en un hogar. Los conductos mal diseñados y mal
instalados pueden crear condiciones peligrosas que pueden reducir la comodidad, afectar negativamente la
calidad del aire interior, o aún amenazar la vida de los dueños de una casa.

TIPOS DE SISTEMAS DE CALEFACCIÓN

Claves para obtener eficiencia en el diseño de un sistema en el campo incluyen:
• Decidir en el tamaño del sistema para la carga de calefacción y enfriamiento específicos del hogar
que se está construyendo;
• Selección e instalación apropiadas de los controles;
• Cargar la unidad correctamente con la cantidad apropiada de refrigerante;
• Planear el tamaño y el diseño de la canalización o de la tubería para obtener el máximo rendimiento
en energía; y
• Aislar y sellar toda la canalización.
Hay dos tipos de sistemas de calefacción que son más comunes en un nuevo hogar: aire forzado o radiante,
con el aire forzado que se utiliza en la mayoría de los hogares. La fuente de calor es una unidad de
calefacción, que quema un gas, o una bomba de calor eléctrica. Estas unidades generalmente se instalan con
acondicionadores centrales de aire. Las bombas de calor proporcionan calefacción y enfriamiento. Algunos
sistemas de calefacción están integrados con sistemas para calefacción de agua.
COMPONENTES DE SISTEMA DE AIRE FORZADO

La mayoría de los nuevos hogares tienen sistemas de aire forzado de calefacción y de enfriamiento. Estos
sistemas utilizan una unidad central además de un acondicionador de aire, o una bomba de calor. Como se
muestra en el cuadro 7-1, los sistemas de aire forzado utilizan una serie de conductos. Estos conductos
distribuyen el aire calentado o enfriado a través del hogar. Un soplador, situado en una unidad llamado un
tratante del aire, fuerza el aire acondicionado a través de los conductos. En muchos sistemas residenciales,
el soplador forma parte integral del recinto cerrado de la unidad de calefacción/enfriamiento.

La mayoría de los hogares en Kentucky pueden seleccionar de uno de los siguientes métodos para sistemas
centrales, de aire forzado; los aparatos activados con unidades eléctricas de aire acondicionado, bombas
eléctricas de calor o un sistema dual de combustible que combina una unidad prendida por combustible con
una bomba de calor eléctrica. El mejor sistema para cada hogar depende del costo y la eficiencia del equipo,
el uso anual de energía, y el precio y la disponibilidad locales de fuentes de energía. En la mayoría de los
hogares, cualquiera de los dos tipos de sistemas, si está diseñado e instalado correctamente, proporcionará
comodidad personal en forma económica.
SISTEMAS DE CALEFACCIÓN RADIANTE
Los sistemas de calefacción radiante combinan típicamente una caldera central, un calentador de agua o un
calentador de agua con una bomba con tubería, para transportar el vapor o el agua caliente en al área
habitable. La calefacción se entrega a los cuartos en el hogar vía radiadores o sistemas radiantes en el piso,
tales como losas radiantes o tubería debajo del piso.
Las ventajas de los sistemas de calefacción radiante incluyen:
• Una operación más quieta que los sistemas de calefacción que utilizan sopladores de aire forzado.
• Más comodidad personal a temperaturas del aire más bajas. Las temperaturas radiantes más altas
de los radiadores o de los pisos permiten que la gente se sienta más calientes a temperaturas del aire
más bajas. Algunos dueños de casa, con sistemas de calefacción radiante, reportan que están
cómodos a temperatura de aire de 60°F en un cuarto.
• Una mejor división del calor entregado a cada sitio.
• Más comodidad del calor. Muchos dueños de casa, con sistemas de calefacción radiante, encuentran
que la calefacción es más cómoda.
Las desventajas de los sistemas de calefacción radiante incluyen:
• Costos más altos de instalación. Los sistemas radiantes típicamente cuestan 40% a 60% más para
instalar que sistemas de calefacción de aire forzado comparables.
• Ninguna disposición para refrescar el hogar. El costo de un sistema de calefacción radiante,
combinado con enfriamiento central, sería difícil de justificar económicamente. Algunos diseñadores
de hogares de dos pisos han especificado sistemas de calefacción radiante en el piso inferior y
calefacción de aire forzado y enfriamiento en la segunda planta.
• Sin filtración del aire. Puesto que el aire no se cicla entre el sistema y la casa, no hay filtración de
aire.
• Dificultad en encontrar piezas de reparación. La opción de distribuidores autorizados puede ser
limitada.
EQUIPO DE LA BOMBA DE CALOR
Las bombas de calor están diseñadas para mover el calor de un fluido a otro. El fluido dentro del hogar es el
aire y el fluido en el exterior es aire (fuente de aire), o agua (geotérmica). En el verano, el calor del aire
interior se mueve al fluido exterior. En el invierno, el calor se toma del fluido exterior y se mueve al aire
interior.
BOMBAS DE CALOR CON FUENTE DE AIRE
El tipo más común de bomba de calor es la bomba de calor con fuente aire. La mayoría de bombas de calor
funcionan por lo menos con el doble de la eficiencia de los sistemas de calefacción convencionales de
resistencia eléctrica en la zona de clima 4. Tienen cursos de vida típicos de 15 años, comparados a los 20 años
para la mayoría de las unidades.

Las bombas de calor utilizan el ciclo de compresión de vapor para mover calor (véase el cuadro 7-2). Una
válvula de inversión permite que la bomba de calor trabaje automáticamente en el modo de calefacción o el
modo de enfriamiento. El proceso de calefacción es:
1. El compresor (en la unidad exterior) presuriza el refrigerante, que se transporta por tubos
adentro.
2. El gas caliente entra en la bobina de condensación del interior. El aire del cuarto pasa por la
bobina y es calentado. El refrigerante se enfría y se condensa.
3. El refrigerante, que es ahora un líquido presurizado, fluye afuera a una válvula reguladora
donde se expande para convertirse en un líquido fresco de baja presión.
4. La bobina del evaporador exterior, que sirve como el condensador en el proceso de enfriamiento,
utiliza el aire exterior para hervir en un gas el refrigerante frío, líquido. Este paso completa el
ciclo.
5. Si el aire exterior es tan frío que la bomba de calor no puede calefaccionar adecuadamente el
hogar, los calentadores de tira de resistencia eléctrica proporcionan generalmente la calefacción
suplementaria.
En forma periódica en el invierno, la bomba de calor debe cambiar al “ciclo de descongelación,” que derrite
cualquier hielo que se haya formado en la bobina exterior. Los sistemas empaquetados y las unidades del
cuarto utilizan los componentes antedichos en una sola caja.

En temperaturas exteriores de 25°F a 35°F, las bombas de calor no pueden sostener la carga entera de
calefacción del hogar. La temperatura en la cual la bomba de calor no puede sostener la carga de calefacción
se llama el punto de equilibrio. Para proporcionar calor de reserva suplementaria, muchos constructores
utilizan bobinas de resistencia eléctrica llamadas los calentadores de tira. Los calentadores de tira, situados
en la unidad de dirección de aire, son mucho más costosos para usar que la bomba de calor misma. No deben
ser de tamaño excesivo, porque pueden elevar los requisitos de carga máxima de la compañía de electricidad
local.

Se puede utilizar un termóstato de bomba de calor de etapas en coordinación con los calentadores de tira de
múltiples etapas para reducir al mínimo la operación de la tira de calor. Para solucionar este problema,
algunas casas utilizan un sistema de combustible dual que caliente el hogar con gas natural o propano
cuando las temperaturas bajan debajo del punto de equilibrio.
Las bombas de calor de fuente de aire deben tener termostatos exteriores, que previenen la operación de los
calentadores de tira a temperaturas sobre 35°F o 40°F. Muchos códigos mecánicos y de energía requieren
controles para prevenir la operación del calentador de tira durante el tiempo cuando la bomba de calor sola
puede proporcionar calefacción adecuada.
La circulación de aire apropiada a través de la bobina es esencial para la operación eficiente de una bomba
de calor. Durante la instalación, la proporción de circulación de aire se debe comprobada para asegurarse de
que cumpla con las recomendaciones del fabricante.
EFICIENCIA DE LA BOMBA DE CALOR CON FUENTE DE AIRE

La eficiencia de calefacción de una bomba de calor se mide por su Factor de Rendimiento Estacional de
Calefacción [Heating Season Performance Factor (HSPF)] que es la proporción de calor proporcionada en Btu
por hora a watts de electricidad usados. Este factor considera las pérdidas cuando el equipo se pone en
marcha y las paradas, así como la energía perdida durante el ciclo de descongelación.
A las nuevas bombas de calor manufacturadas después de 2005 se les requiere que tengan un HSPF de por
lo menos 7,7. Los valores típicos para el HSPF son 7,79 para eficiencia mínima, 8,0 para eficiencia media, y
8.2 para eficiencia alta. Las bombas de calor de velocidad variable tienen índices de HSPF de hasta 9,0, y las
bombas de calor geotérmicas tienen HSPF de sobre 10,0. El HSPF tiene un promedio de rendimiento del
equipo de calefacción para un invierno típico en los Estados Unidos, por lo tanto la eficiencia real variará en
diversos climas.
Para modificar el HSPF para un clima específico, se llevó a cabo un estudio de modelado y se desarrolló una
ecuación que modifica el HSPF, basado en la temperatura local del diseño de invierno. En climas más fríos,
el HSPF disminuye y en los climas más templados, aumenta. En la zona de clima 4, el HSPF pronosticado es
aproximadamente 15% menos que el HSPF divulgado.
BOMBAS DE CALOR GEOTÉRMICAS

A diferencia de una bomba de calor de fuente de aire, que tiene un cambiador de calor exterior, una bomba
de calor geotérmica depende de cañerías llenas de líquido, enterradas bajo tierra, como fuente de calefacción
en el invierno y de enfriamiento en el verano, cuadros 7-3, 7-4. En cada estación, la temperatura de la tierra
está más cerca a la temperatura deseada del hogar, por lo tanto, se necesita menos energía para mantener
comodidad. La eliminación del equipo exterior significa eficiencia más alta, menos mantención, más larga
vida para el equipo, falta de ruido, y sin inconvenientes para cortar el césped alrededor de la unidad exterior.
Esto cambia con el gasto más alto de instalación.


Hay varios tipos de diseños de rollo cerrado para la tubería:
• En sistemas de pozos profundos, un rollo de tubería se extiende por varios cientos de pies
subterráneos.
• Los rollos poco profundos se sitúan en fosas largas, que tienen típicamente cerca de 6 pies de
profundidad y varios cientos de pies de longitud. Al enrollar la tubería, reduce los requisitos de
longitud.
• Para los hogares situados en lagos privados grandes, los rollos se pueden instalar en el fondo del
lago, lo que generalmente disminuye los costos de instalación y puede mejorar el rendimiento.

La instalación apropiada de los rollos geotérmicos es esencial para el alto rendimiento y larga vida del
sistema. Elegir solamente a profesionales calificados, que tienen experiencia de varios años en instalar las
bombas de calor geotérmicas similares a las diseñadas para su hogar.
Las bombas de calor geotérmicas proporcionan un servicio más largo que lo hacen las unidades de fuente de
aire. El equipo interior debe durar tanto como cualquier otro sistema tradicional de calefacción o de
enfriamiento. La tubería enterrada generalmente tiene una garantía de 25 años. La mayoría de los expertos
creen que la tubería durará incluso más largo tiempo porque está hecha de un plástico durable con
conexiones de calor selladas, y el líquido circulante tiene un aditivo anticorrosivo.
Las bombas de calor geotérmicas cuestan U$1.300 a U$2.300 más por tonelada que las bombas de calor
convencionales de fuente de aire. El costo real varía según la dificultad de instalar los rollos de tierra así
como el tamaño y las características del equipo. Debido a su alto costo de instalación, puede que estas
unidades no sean económicas para los hogares con necesidades bajas de calefacción y de enfriamiento. Sin
embargo, sus bajos costos de funcionamiento, requisitos reducidos de mantención, y mayor comodidad
pueden hacerlas atractivas a muchos dueños de hogar.
EFICACIA DE LA BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA
La eficiencia de calefacción de una bomba de calor geotérmica es medida por el coeficiente de funcionamiento
[Coefficient of Performance (COP)], que mide el número de unidades de calefacción o de enfriamiento
producido por una unidad de electricidad. El COP es una medida más directa de eficiencia que el HSPF y se
utiliza para las bombas de calor geotérmicas porque la temperatura del agua es más constante. Los
fabricantes de unidades geotérmicas proporcionan los COP para diversas temperaturas de agua que entra en
la unidad. Si una unidad fuera instalada con un COP de 3,0, el sistema estaría funcionando con una
eficiencia de aproximadamente del 300%.
EQUIPO DE LA UNIDAD DE CALEFACCIÓN
Las unidades de calefacción queman combustibles tales como gas natural, propano, y aceite combustible
para producir calor y para proporcionar aire interior, caliente y cómodo durante el tiempo frío. Las unidades
de calefacción vienen con una variedad de eficiencias. La economía comparativa entre las bombas de calor y
las unidades de calefacción depende del tipo de combustible quemado, de su precio, del diseño del hogar, y
del clima exterior. Los aumentos de precios recientes de la energía han mejorado los factores económicos de
un equipo más eficiente. Sin embargo, debido a la incertidumbre de los precios a largo plazo de diversas
formas de energía, es difícil comparar las unidades de calefacción con varios tipos de combustibles y bombas
de calor.
FUNCIONAMIENTO DE LA UNIDAD DE CALEFACCIÓN
Las unidades de calefacción requieren el oxígeno para la combustión y el aire adicional para dejar salir los
gases de escape. La mayoría de las unidades de calefacción son unidades de respiradero no –directo- usan el
aire circundante para combustión. Otras, conocidas como con respiradero directo o unidades desacopladas,
traen el aire de combustión al área del quemador vía entradas selladas que se extienden al aire exterior.
Las unidades de calefacción con respiraderos directos se pueden instalar dentro del área acondicionada de
un hogar puesto que no dependen del aire interior para funcionamiento seguro. Las unidades de calefacción
con respiraderos no-directos tienen que recibir el aire exterior adecuado para la combustión y para la

extracción de gases. La principal preocupación con unidades de respiraderos no-directos es que un calentador
que no funciona correctamente puede permitir la entrada de gases de los tubos, que podrían contener
monóxido de carbono venenoso, al área alrededor de la unidad de calefacción. Si hay escapes en el sistema de
vuelta, o escapes de aire entre el área de la unidad de calefacción y el espacio vital, el monóxido de carbono
podría entrar áreas habitables y causar severos problemas de salud.
La mayoría de las nuevas unidades de calefacción tienen dispositivos de escape de aire forzado, lo que
significa que un soplador propulsa los gases de escape por el tubo al exterior. Las unidades de calefacción
atmosférica, que no tienen un ventilador de aire forzado, no son tan comunes debido a los requisitos
federales de eficiencia. Sin embargo, algunos fabricantes de unidades de calefacción han podido cumplir con
los requisitos de eficiencia con las unidades atmosféricas. Las unidades de calefacción atmosférica deben
estar aisladas del espacio acondicionado. Aquellas unidades que están situadas en espacios de arrastre bien
ventilados y en áticos generalmente tienen suficiente aire de combustión y no tienen problemas en ventilar
los gases de escape al exterior.
Sin embargo, las unidades ubicadas en closets o en cuartos mecánicos dentro del hogar, o en espacios de
arrastre y sótanos relativamente apretados, pueden tener problemas. Los cuartos mecánicos de unidades de
calefacción tienen que estar bien sellados de los otros cuartos del hogar (véase el cuadro 7-5). Las paredes,
tanto interiores como exteriores, deben ser aisladas. Dos conductos de aire exterior con el tamaño para la
unidad de calefacción específica se deben instalar desde el exterior adentro del cuarto, una apertura cerca
del piso y otra cerca del cielo raso, o según lo especificado en el código de gas de su comunidad.

MEDIDAS DE MEDIDAS DE EFICIENCIA PARA LAS UNIDADES DE CALEFACCIÓN

La eficiencia de una unidad de calefacción a gas es medida por la Utilización Eficiente Anual de Combustible
[Annual Fuel Utilization Efficiency (AFUE)] una clasificación que toma en consideración las pérdidas de las
luces de los pilotos, del arranque, y de las paradas. El mínimo AFUE para la mayoría de las unidades de
calefacción ahora es 78%, con eficiencias que van hasta 97% para las unidades de calefacción con
cambiadores de calor de condensación. El AFUE no considera el uso de electricidad de la unidad para los
ventiladores y los sopladores, que puede exceder fácilmente U$50 anualmente. Un índice de AFUE del 78%
significa que por cada U$1.00 de combustible usado por la unidad, se produce aproximadamente U$.78 de
calor útil. El resto U$.22 de energía se pierde por el tubo como calor residual y gas de escape. La eficiencia
está al más alto nivel si la unidad de calefacción funciona por períodos más largos. Las unidades de gran
tamaño funcionan intermitentemente y tienen eficiencias de funcionamiento reducidas.
Las unidades de calefacción con AFUE del 78% al 87% incluyen componentes tales como igniciones
electrónicas, cambiadores de calor eficientes, mejores controles del aire de entrada, y sopladores de aire
inducidos a productos de combustión de gases de escape. Los modelos con eficiencias de sobre el 90%,
comúnmente llamadas unidades de calefacción de condensación, incluyen cambiadores de calor secundarios
especiales que en realidad enfrían los gases de la tubería hasta que se condensen parcialmente, para
prácticamente eliminar las pérdidas de calor por el tubo de escape.
Una línea de drenaje debe ser conectada con el tubo para coger el condensado. Una ventaja del gas de escape
más fresco es que el tubo se puede hacer de cañería plástica más bien que de metal y puede ser ventilado
horizontalmente a través de una pared lateral.
Hay una variedad de unidades de calefacción de condensación disponibles. Algunas dependen
principalmente del cambiador de calor secundario para aumentar la eficiencia, mientras que otros, tales
como la unidad de calefacción de pulso, han renovado el proceso entero de combustión.
Una unidad de calefacción de pulso alcanza eficiencias de sobre el 90% usando una bujía para hacer estallar
los gases, mandando una onda de choque por un tubo de escape del extractor. La onda crea succión para
atraer más gas a través de las válvulas de aleta unidireccionales, y el proceso se repite. Una vez que tal
unidad de calefacción se calienta, no se necesita la bujía porque el calor de la combustión encenderá el
siguiente suministro de gas. El problema más grande es el ruido, por lo tanto asegurarse que se suministre
un buen silenciador a la unidad de calefacción, y no instalar el tubo de escape donde el ruido moleste.
Debido a la gran variedad de unidades de calefacción de condensación en el mercado, comparar los precios,
las garantías, y el servicio. También, comparar cuidadosamente los factores económicos con los de las
unidades con eficiencia moderada. Las unidades de condensación pueden tener reembolsos económicos a más
largo plazo que lo esperado para hogares eficientes en energía debido a las reducidas cargas de calefacción.
La tabla 7-1 compara la inversión balanceada para unidades de calefacción a gas con alta eficiencia en
hogares en el Código y en hogares ENERGY STAR®.

Tabla 7-1 Análisis Económico de Las Unidades de Calefacción a Gas
Tipo de Tratamietno
AFUE 0.95
Ahorros en Energía*($/año)
Comparado a AFUE de 0,80
Inversión Balanceada‡ ($)
Hogar de Código 42 477
Hogar ENERGY STAR®
31 352
*Para un sistema en Lexington, KY
‡Véase el Capítulo 2 para información sobre la inversión balanceada.

SISTEMAS ELÉCTRICOS INTEGRADOS

Varios productos utilizan bombas centrales de calor para calentar el agua, la calefacción del espacio, y para
el aire acondicionado. Estas unidades integradas están disponibles en modelos de fuente de aire y
geotérmicos. Para ser una opción viable, los sistemas integrados deben:
• Tener un historial probado en el campo;
• Costar casi igual, si no menos, que los sistemas comparables de calefacción y los de agua caliente;
• Proporcionar por lo menos una garantía de cinco años; y
• Tener un tamaño correcto tanto para una carga de calefacción como para el agua caliente.
Cerciorarse de que la unidad no sea substancialmente más costosa que una bomba de calor eficiente en
energía separada y un calentador de agua eléctrico. Las unidades dentro de los U$1.500 pueden proporcionar
reembolsos económicos favorables.
CALENTADORES NO VENTILADOS ENCENDIDOS CON COMBUSTIBLE

No se recomiendan los calentadores no ventilados que queman gas natural, propano, keroseno, u otros
combustibles. Mientras que estos dispositivos funcionan generalmente sin problemas, las consecuencias de
una falla en el funcionamiento amenazan la vida – pueden dejar escapar monóxido de carbono directamente
en el aire del hogar. Los calentadores no ventilados también pueden causar serios problemas de humedad
dentro del hogar.
La mayoría de los dispositivos vienen equipados con alarmas diseñadas para detectar problemas de la
calidad del aire. Sin embargo, a muchos expertos no les parece bien poner a riesgo a una familia con
envenenamiento de monóxido de carbono; ellos no ven ninguna razón lógica para usar estas unidades dentro
del hogar (cuadro 7-6). Existe una gran variedad de calentadores eficientes de espacio con respiraderos.


Ejemplos de unidades no ventiladas que se deben evitar incluyen:
• Chimeneas a gas donde no hay chimenea, los productos de combustión entran en el cuarto. En vez de
esto, utilizar la combustión sellada, unidades con respiradero directo.
• Calentadores individuales de cuartos.
Seleccionar modelos con respiraderos directos, de aire forzado (cuadro 7-7).

AIRE ACONDICIONADO

En verano, los acondicionadores de aire y las bombas de calor funcionan de la misma manera para
proporcionar enfriamiento y deshumidificación. Extraen calor de dentro del hogar y lo transfieren afuera.
Ambos sistemas típicamente utilizan un ciclo de compresión de vapor. Este ciclo circula un refrigerante, un
material que aumenta en temperatura perceptiblemente cuando es comprimido y se enfría rápidamente
cuando se expande. La porción exterior de un acondicionador de aire típico se llama la unidad de
condensación y contiene el compresor, la parte ruidosa que utiliza la mayor parte de la energía, y la bobina
de condensación.
Una unidad de condensación enfriada por aire se debe mantener libre de plantas y de basuras que pudieran
bloquear el flujo de aire a través de la bobina o dañar las aletas delgadas de la bobina. Idealmente, la unidad
de condensación debiera estar situada a la sombra. Sin embargo, no bloquear el flujo de aire a esta unidad
con vegetación densa, con cercado o con cubiertas en la parte superior.
El equipo mecánico interior, llamado la unidad de control del aire, contiene la bobina del evaporador, el
soplador del interior, y la extensión, o válvula reguladora. Los controles y la canalización para circular el
aire frío al hogar completan el sistema.
LOS ACONDICIONADORES DE AIRE

Los acondicionadores de aire utilizan el ciclo de compresión del vapor, un proceso de 4 pasos (véase el cuadro
7-8).

1. El compresor (en la unidad exterior) presuriza un refrigerante gaseoso. El refrigerante se
calienta durante este proceso.
2. Los ventiladores en la unidad exterior soplan el aire a través del gas presurizado caliente, a
la bobina de condensación; el gas refrigerante se enfría y se condensa en un líquido.
3. El líquido presurizado se transporta por tubos a la unidad de control de aire. Entra en una
válvula reguladora o de expansión, donde se expande y se enfría.
4. El líquido frío circula a través de bobinas del evaporador Se sopla aire interior a través de las
bobinas y se enfría mientras que el refrigerante se calienta y se evapora. Se sopla el aire
enfriado a través de la canalización. El refrigerante, que ahora es un gas, vuelve a la unidad
exterior donde se repite el proceso.
Si las unidades no están proporcionando suficiente deshumidificación, la respuesta típica del dueño de casa
es bajar el termóstato. Puesto que por cada grado que se baja el termóstato aumentan las cuentas de
enfriamiento de 3% a 7%, los sistemas que tienen eficiencias nominales altas, pero deshumidificación
inadecuada, pueden tener cuentas de enfriamiento más altas que lo previsto. De hecho, los sistemas de alta
eficiencia que funcionan mal pueden en realidad costar más para hacer funcionar que una unidad bien
diseñada, de eficiencia moderada.
Asegurarse que el contratista haya utilizado las técnicas del Manual para determinar el tamaño del sistema
de manera que el aire acondicionado cumpla con las cargas razonables y latentes (de la humedad) en
eficiencia que especifica el fabricante.
LA CLASIFICACIÓN SEER

La eficiencia de enfriamiento de una bomba de calor o de un acondicionador de aire está clasificada por el
Cociente de Rendimiento de Energía Estacional [Seasonal Energy Efficiency Ratio (SEER)], una proporción
de la cantidad promedio de enfriamiento proporcionada durante la estación de enfriamiento a la cantidad de
electricidad usada. La legislación nacional actual exige un SEER mínimo de 13, para la mayoría de los
acondicionadores de aire residenciales. Las eficiencias de algunas unidades pueden exceder un SEER de
16,0.
Al igual que el HSPF, se hizo un estudio modelo y se desarrolló una ecuación que modifica el SEER, basados
en el diseño local de temperatura de verano. En climas más templados, el SEER baja. En la zona de clima 4,
el SEER pronosticado es aproximadamente 5% menos que el SEER reportado.
UNIDADES DE VELOCIDAD VARIABLE

El estándar mínimo actual para los acondicionadores de aire es un SEER 13. Los acondicionadores de aire de
una eficiencia más alta pueden ser muy económicos. La tabla 7-2 examina los factores económicos de
diversas opciones para un hogar muestra. Para aumentar la eficiencia total del funcionamiento de un
acondicionador de aire o de una bomba de calor, se han desarrollado compresores de múltiples velocidades y
con velocidades variables. Estas unidades de compresores pueden funcionar a velocidades bajas o medias
cuando las temperaturas exteriores no son extremas. Pueden alcanzar a un SEER de 15 a 17. El costo de
unidades de velocidad variable es generalmente alrededor de 30% más alto que las unidades estándar. Las

unidades de velocidad variable ofrecen varias ventajas sobre sopladores estándar de una velocidad, por
ejemplo:
• Generalmente ahorran energía;
• Son más quietos, y porque funcionan más o menos continuamente, el ruido de encendido es mucho
menor (a menudo es el sonido que más se nota); y
• Deshumedecen mejor. Algunas unidades ofrecen un ciclo especial de deshumidificación, que es
accionado por un medidor de humedad que detecta cuando los niveles de humedad en el hogar son
demasiado altos.

INSTALACIÓN APROPIADA
Con demasiada frecuencia, el equipo de alta eficiencia de enfriamiento y de calefacción está instalado
incorrectamente, lo que puede hacerlo funcionar con una eficiencia perceptiblemente reducida. Un sistema
de aire acondicionado con un SEER de 13 que está instalado mal con canalización que se filtra puede
funcionar con un rendimiento del 25% a 40% más bajo durante el tiempo caluroso. Los típicos problemas de
instalación son:
• La carga incorrecta del sistema- el refrigerante del sistema de enfriamiento es la parte del sistema
que hace la mayor parte del trabajo-fluye de ida y vuelta entre la bobina interior y la bobina exterior,
cambiando condiciones, y experimentando compresión y expansión. Un sistema puede tener muy
poco o demasiado refrigerante. El contratista de HVAC debe utilizar los procedimientos de
instalación del fabricante para cargar el sistema correctamente. La carga correcta no se puede
asegurar por medidas del calibrador de presión solamente. En la construcción nueva, el refrigerante
se debe pesar. Entonces, utilizar el método de temperatura de sobrecarga o, para ciertos tipos de
válvulas de expansión, el método subenfriamiento, para confirmar que la carga está correcta.
• Flujo de aire reducido-si el sistema tiene canalización mal diseñada, constricciones en el sistema de
distribución de aire, filtros atascados o filtros más restrictivos, u otros impedimentos, puede que el
soplador no pueda transportar aire adecuado por las bobinas interiores del sistema de enfriamiento.
El flujo de aire reducido del 20% puede reducir la eficiencia de funcionamiento de la unidad por
alrededor de 1,7 puntos SEER; de esta manera, una unidad con un SEER de 13,0 funcionaría
solamente a un SEER de 11,3.
Tabla 7-2 Factores Económicos del Acondicionador de Aire
Tipo de Tratamiento Ahorros en Energía* ($/año) Inversión Balanceada‡ ($)
SEER 14 (3 toneladas) –
comparado a un SEER de 13
20 227
SEER 15 (3 toneladas) –
comparado a un SEER de 14
32 363
*Para un sistema en Lexington, KY
‡ Véase el Capítulo 2 para información sobre inversión balanceada.

• El flujo de aire inadecuado a la unidad exterior- si la unidad exterior está situada debajo de una
cubierta o dentro de un recinto cerrado, la circulación adecuada de aire entre la unidad y el aire
exterior puede no tener lugar. En tales casos, la temperatura del aire alrededor de la unidad se
eleva, de tal modo que se hace más difícil que la unidad enfríe el refrigerante que está circulando. La
eficiencia de una unidad rodeada por el aire exterior que es de 10 grados más calurosa que la
temperatura del ambiente exterior se puede reducir más de un 10%.

LOS SISTEMAS HVAC

Para el funcionamiento apropiado, un sistema HVAC debe ser correctamente diseñado, su tamaño debe ser
correcto y debe ser instalado correctamente. Un sistema apropiado de HVAC proporcionará un mejor
ambiente interior y reducirá al mínimo el costo de funcionamiento. En el proceso de planeamiento para un
hogar eficiente en energía, se deberá hacer todo lo que se pueda para reducir la carga de calefacción y de
enfriamiento en el hogar antes de que se haga el diseño del sistema HVAC.
DETERMINANDO EL TAMAÑO
Cuando se está tomando en consideración un sistema HVAC para una residencia, hay que recordar que los
hogares eficientes en energía y los hogares con energía solar pasiva tienen menos demanda para calefacción
y para enfriamiento. Se pueden lograr ahorros substanciales con la instalación de unidades más pequeñas
que tengan un tamaño correcto para la carga que se necesita. Por el hecho que las cuentas de energía en
hogares más eficientes son más bajas, los sistemas de eficiencia más alta no proporcionarán tantos ahorros
anuales en las cuentas de energía y puede que no sean tan rentables como en hogares menos eficientes.
No sólo cuesta más el equipo de gran tamaño, sino que también puede desperdiciar energía. El equipo de
gran tamaño también puede disminuir la comodidad. Por ejemplo, un acondicionador de aire de gran tamaño
enfría una casa pero puede que no proporcione la deshumidificación adecuada. Este aire fresco, pero húmedo
crea un ambiente incómodo.

Muchos contratistas seleccionan los sistemas de aire acondicionado basándose en una regla, tal como 600
pies cuadrados de área enfriada por tonelada de aire acondicionado (una tonelada proporciona 12.000 Btu
por hora de enfriamiento). En lugar de esto, utilizar un procedimiento para determinar el tamaño como
sigue:
• Los cálculos en el Manual J publicado por la Asociación de Contratistas de Aire Acondicionado (Air
Conditioning Contractors Association);
• Procedimientos similares desarrollados por la Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción,
Refrigeración, y de Aire Acondicionado [American Society of Heating, Refrigeration, and Air
Conditioning Engineers(ASHRAE)]; o
• Procedimientos de software desarrollados por compañías de electricidad o de gas, el Departamento
de Energía de los E.E.U.U. (U.S. Department of Energy) o por los fabricantes de equipo HVAC.
No depender de métodos de regla general para
determinar el tamaño del equipo HVAC.

Los cálculos de la carga de calefacción y de enfriamiento dependen de las temperaturas exteriores de diseño
de invierno y de verano (véase el apéndice para una definición) y del tamaño y del tipo de construcción para
cada componente de la superficie exterior del edificio, así como también del calor emitido por las luces, la
gente, y el equipo dentro de la casa. Si se utiliza un sistema dividido en zonas de calefacción y de
enfriamiento, las cargas en cada zona deben ser calculadas. La tabla 7-3 compara el tamaño de los sistemas
de calefacción y de enfriamiento para los hogares en la tabla 2-2. El hogar más eficiente reduce la carga de
calefacción por un 35% y la carga de enfriamiento por un 26%. Así, los ahorros de U$600 a U$1.000 al
reducir el tamaño del equipo HVAC compensan el costo adicional de las características de energía en el
hogar más eficiente.
Table 7-3 Comparación de la Determinación del Tamaño del Equipo
Tipo de Casa
Hogar de Código
HERS=98
Hogar ENERGY STAR®
HERS=85
Hogar que Excede
ENERGY STAR®
HERS=70
Determinación del Tamaño del Sistema HVAC
Calefacción (BTU/hora) 52.200 38.800 25.700
Enfriamiento (BTU/hora) 31.700 25.700 19.800
Cálculo de toneladas de
enfriamiento*
3,0 2,5 2,0
Pies cuadrados/toneladas 667 800 1.000
*Calculados a 110% del tamaño calculado. Hay 12.000 Btu/hora en una tonelada de enfriamiento.

Las reglas generales sobresimplificadas habrían proporcionado un sistema de gran tamaño de calefacción y
de enfriamiento para el hogar más eficiente. La regla general típica en Kentucky ha sido tener en cuenta 600
pies cuadrados por tonelada de aire acondicionado. Puesto que el hogar tiene 2.000 pies cuadrados de espacio
acondicionado, los contratistas de HVAC podrían proporcionar 3,5 a 4 toneladas de enfriamiento (2.000 ÷
600 = 3,33, redondear hacia arriba.) La unidad de gran tamaño habría costado más para instalar. Además,
los gastos de funcionamiento serían más altos. La unidad de gran tamaño sufriría mayor desgaste y puede
que no proporcione deshumidificación adecuada.
La determinación apropiada del tamaño incluye el diseño del sistema de enfriamiento para proporcionar
deshumidificación adecuada. En un clima de humedad mezclada, es importante calcular la carga latente. La
carga latente es la cantidad de deshumidificación necesaria para el hogar. Si se no hace caso de la carga
latente, el hogar puede ponerse incómodo debido al exceso de humedad.
La Fracción Sensata de Calefacción [The Sensible Heating Fraction(SHF)] señala la porción de la carga de
enfriamiento para reducir las temperaturas del interior (enfriamiento sensato). Por ejemplo, en una unidad
HVAC con un SHF de 0,75, el 75% de la energía gastada por la unidad se usa para enfriar la temperatura
del aire interior. El 25% restante va para remover el calor latente- extrae la humedad del aire en el hogar.
Para calcular exactamente la carga de enfriamiento, el diseñador de un sistema de HVAC debe también
calcular el SHF deseado y así, la carga latente.
Muchos hogares en la zona de clima 4 tienen un SHF de aproximadamente 0,7. Esto significa que el 70% del
enfriamiento será sensato y el 30% latente. Los sistemas que entregan menos de 30% de enfriamiento

latente pueden fallar en proporcionar la deshumidificación adecuada en verano. Tarda 15 minutos para que
la mayoría de los acondicionadores de aire alcancen eficiencia máxima. Durante temperaturas exteriores
extremas (bajo 32°F en invierno y sobre 88°F en verano), el sistema debe funcionar alrededor del 80% del
tiempo. Los sistemas de gran tamaño enfrían el hogar rápidamente y a menudo no funcionan con eficiencia
máxima.
CONTROLES DE LA TEMPERATURA
El tipo más básico de sistema de control es un termostato de calefacción y de enfriamiento. Los termóstatos
programables pueden ahorrar mucha energía en los hogares. Estos termóstatos programables ajustan
automáticamente el nivel de temperatura cuando la gente está durmiendo o no están en el hogar.
Asegurarse que el termóstato programable seleccionado esté diseñado para el equipo en particular de
calefacción y de enfriamiento que va a controlar. Esto es especialmente importante para las bombas de calor,
pues un termóstato programable incorrecto puede en realidad aumentar las cuentas de energía.
Un termóstato se debe situar centralmente dentro de la casa o de la zona. No debe recibir luz directa del sol
o estar cerca de un electrodoméstico que produce calor. Una buena ubicación es a menudo 4 a 5 pies sobre el
piso en un vestíbulo interior cerca de una parrilla de vuelta. La pared interior, en la cual está instalado, debe
estar bien sellada en la parte superior e inferior para prevenir la circulación del aire frío en el invierno o del
aire caliente en el verano. Algunos dueños de casa han experimentado incomodidad y cuentas más altas de
energía por años porque el aire del ático se filtró en la cavidad de la pared detrás del termóstato y causó que
el sistema de enfriamiento o de calefacción funcionara por mucho más tiempo que lo necesario.
SISTEMAS DIVIDIDOS EN ZONAS DEL HVAC
Los hogares más grandes a menudo utilizan dos o más unidades separadas de calefacción y de aire
acondicionado para diferentes pisos o áreas. Los sistemas múltiples pueden mantener mayor comodidad en
la casa mientras que ahorran energía al permitir que diferentes zonas de la casa estén a diferentes
temperaturas. Los ahorros más grandes ocurren cuando una unidad que sirve en una zona vacante puede ser
apagada.
En vez de instalar dos sistemas separados, los contratistas de HVAC pueden proporcionar sistemas
automáticos de zonas que funcionan con un sistema. La canalización en estos sistemas típicamente tienen
una serie de reguladores controlados termostáticamente que controlan el flujo de aire a cada zona. Aunque
es algo nuevo en la construcción residencial, los termóstatos, los reguladores y los controles para la división
en zonas centrales grandes de los sistemas se han utilizado por años en edificios comerciales.
Si sus subcontratistas de calefacción y de aire acondicionado piensan que la instalación de dos o tres
unidades separadas de HVAC es necesaria, hagan que también calculen el costo de un solo sistema con un
control por regulador sobre la canalización. Tal sistema se debe diseñar cuidadosamente para asegurarse
que el soplador no sea dañado si los reguladores se cierran a varios conductos surtidores. En esta situación,
el soplador todavía intenta entregar el mismo flujo de aire que antes, pero ahora solamente a través de unos
pocos conductos. La presión de vuelta creada contra las aletas del soplador puede causar daño al motor. Hay
tres opciones primarias de diseño:
1. Instalar un sistema manufacturado que utiliza un conducto de puente con flujo de aire dirigible que
conecta el pleno surtidor con la canalización de vuelta. La instalación del puente regulador con flujo
de aire dirigible es el método típico. Cuando solamente una zona está abierta, el regulador de puente
con flujo de aire dirigible, que responde automáticamente a los cambios en la presión en el sistema

del conducto, se abre para permitir parte del aire disponible que tome un atajo directo al conducto de
vuelta, y así disminuye la presión total en la canalización (cuadro 7-9).
2. Crear dos zonas y agrandar el tamaño de la canalización de modo que cuando el regulador en una
zona se cierre, el soplador no sufra daño. Solamente se recomienda este método para dos zonas de
cargas aproximadamente iguales de calefacción y de enfriamiento.
3. Utilizar un sistema de HVAC de velocidad variable con un ventilador de velocidad variable para el
sistema de conducto. Por el hecho que los sistemas de velocidad variable son generalmente más
eficientes que los sistemas de una velocidad, esto hará que los ahorros aumenten aun más.

SELECCIÓN DEL EQUIPO DE ENFRIAMIENTO

Las tablas 7-4 y 7-5 muestran cartas del equipo para dos unidades de aire acondicionado de muestra. Cada
sistema proporciona una amplia gama de salidas, dependiendo de la velocidad del soplador y de las
condiciones de temperatura. La Fracción Sensata de Calefacción [The Sensible Heating Fraction (SHF)] es la
fracción de salida total que enfría la temperatura del aire. El resto de la salida deshumedece el aire y es el
enfriamiento latente. Observar que ambos sistemas proporcionan cerca de 36.000 Btu/hora de enfriamiento.
Considerar el sistema A (cuadro 7-4) con 80°F de vuelta de aire y un SEER de 15:
⎯ A velocidad baja del ventilador, el Sistema A proporciona 35.800 Btu/hora, un SHF de 0,71, y por lo
tanto un enfriamiento latente del 29% (deshumidificación).
⎯ A alta velocidad del ventilador, el Sistema A proporciona 38.800 Btu/hora, pero un SHF de 0,81, y
solamente un enfriamiento latente del 19%. Ésta no es suficiente deshumidificación en muchos
hogares en Kentucky.

Tabla 7-4 Información del Sistema A de Muestra de Enfriamiento, SEER 15
Volumen total de
aire (cfm)
Capacidad Total de
Enfriamiento
(Btu/h)
Fracción Sensata de Calefacción (SHF)
Bombillo Seco (°F)
75°F 80°F 85°F
950 35.800 0,58 0,71 0,84
1.200 37.500 0,61 0,76 0,91
1.450 38.800 0,64 0,81 0,96

Considerar el sistema B (cuadro 7-5) con la vuelta de aire del 80°F y un SEER de13:
⎯ A velocidad baja del ventilador, el Sistema B proporciona 32.000 Btu/hora, un SHF de 0,67 y
deshumidificación del 33%.
⎯ A alta velocidad del ventilador, el Sistema B proporciona 35.600 Btu/hora, un SHF de 0,76 y
deshumidificación del 24%.

Tabla 7-5 Información del Sistema B de Muestra de Enfriamiento, SEER 13
Volumen total de
aire (cfm)
Capacidad Total de
Enfriamiento
(Btu/h)
Fracción Sensata de Calefacción (SHF)
Bombillo Seco (°F)
75°F 80°F 85°F
950 32.000 0,56 0,67 0,78
1.200 34.100 0,58 0,71 0,84
1.450 35.600 0,61 0,76 0,90

Por lo tanto, el Sistema A, aunque es nominalmente más eficiente que el B, proporciona menos
deshumidificación y potencialmente menos comodidad.

VENTILACIÓN Y LA CALIDAD DEL AIRE INTERIOR

Todas las casas necesitan ventilación para remover el aire interior viciado y la humedad excesiva y para
proporcionar oxígeno para los habitantes del hogar. Ha habido considerable preocupación recientemente
acerca de cuánta ventilación se requiere para mantener la calidad del aire en los hogares. Mientras que es
difícil medir la severidad de los problemas de la calidad del aire interior, los expertos de la ciencia de la
construcción y la mayoría de los especialistas de la calidad del aire interior están de acuerdo que la solución
no es construir una casa ineficiente en la cual se filtre el aire.

Los estudios de investigación muestran que los hogares estándar tienen la posibilidad de tener problemas de
calidad de aire interior como los hogares eficientes en energía. Mientras que el abrir y cerrar de ventanas
ofrece una forma para controlar el aire exterior para ventilación, esta estrategia es raramente útil sobre una
base regular, por todo el año. La mayoría de los investigadores de la construcción creen que no hay una casa
que se filtre tanto que los ocupantes dejen de lado sus preocupaciones acerca de la calidad del aire interior.
Los investigadores recomiendan los sistemas mecánicos de ventilación para todos los hogares.
La cantidad de ventilación requerida depende del número de ocupantes y de su estilo de vida, así como
también del diseño del hogar. El estándar ANSI/ASHRAE, la “Ventilación Para Calidad Aceptable del Aire
Interior en Edificios Residenciales de Pocos Pisos” [Ventilation for Aceptable Indoor Air Quality
(ANSI/ASHRAE 62.2-2007)] recomienda que los hogares tengan 7,5 pies cúbicos de aire fresco natural por
minuto por ocupante, más flujo adicional de aire igual (en pies cúbicos por minuto) a 1% del área
acondicionada del hogar, medido en pies cuadrados.
Por ejemplo, considerar un hogar de 2.000 pies cuadrados, con 3 dormitorios, y asumir que 4 personas
ocupan el hogar. La cantidad de ventilación recomendada por ASHRAE sería de 50 cfm:
7,5 cfm/persona x 4 personas + 1% del área del piso (2.000 pies cuadrados) = 30 cfm + 20 cfm = 50 cfm
Al aumentar el número de ocupantes o al aumentar los pies cuadrados del hogar aumentaría los requisitos
de ventilación necesarios.
Los hogares más viejos, con más filtraciones de aire pueden tener filtración natural de aire de 1,0 a 2,5
ACHnat. Los hogares estándar que se construyen hoy en día son más herméticos y generalmente tienen
índices que van de 0,35 a 0,75 ACHnat. Los hogares nuevos, eficientes en energía tienen índices de 0,30
ACHnat o menos. El problema es que las filtraciones de aire no son una fuente confiable de aire fresco y
tampoco son controlables.
El sistema de clasificación de ENERGY STAR® incluye una provisión de casas que son construidas
herméticamente. Si el hogar tiene un índice medido de filtración de aire natural menor de 0,35 ACHnat, el
puntaje HERS no mejorará a menos que se proporcione ventilación mecánica. Si el índice medido de
filtración de aire natural es menor de 0,25, el software dará una advertencia que se debe proporcionar
ventilación adicional de aire y la cantidad que se necesita.
Las filtraciones de aire no se pueden predecir y los índices de filtración para todos los hogares varían. Por
ejemplo, la filtración de aire es mayor durante los períodos fríos y con viento y puede ser bastante baja
durante el tiempo caluroso. Entonces, se pueden acumular contaminantes durante los períodos de tiempo
calmado aunque las casas sean del tipo que se filtran. Estos hogares también tendrán muchos días cuando la
filtración excesiva proporcione demasiada ventilación, lo que causa incomodidad, cuentas más altas de
energía, y el posible deterioro de la superficie exterior del edificio.
La preocupación acerca de la calidad del aire interior ha motivado a más y más dueños de casa a instalar
sistemas de ventilación controlada para proporcionar una fuente confiable de aire fresco. El método más
simple es proporcionar ventilación local en los baños y en las cocinas para controlar la humedad (véase el
cuadro 7-10). Casi todos los ventiladores de escape en la construcción estándar no son eficientes –lo que
constituye la principal causa de problemas de humedad interior en los hogares. Los ventiladores de escape
del baño y de la cocina deben ventilar hacia el exterior, no solamente a un ático o a un espacio de arrastre.
Las pautas generales establecen que se proporcione un mínimo de 50 pies cúbicos por minuto (cfm) de flujo

de aire para los baños y 100 cfm para las cocinas. Los fabricantes deben proporcionar un índice de un pie
cúbico por minuto (cfm) para cualquier ventilador de escape.

El índice de pies cúbicos por minuto típicamente presupone que el ventilador está funcionando contra una
resistencia de presión de aire de 0,1 pulgadas de columna de agua- la resistencia proporcionada por un
conducto de metal liso, derecho de 15 pies. En la práctica, la mayoría de los ventiladores funcionan con
conductos flexibles que proporcionan mucho más resistencia. La mayoría de los ventiladores también son
clasificados a presiones de 0,25 a 0,30 pulgadas de columna de agua- la resistencia que se encuentra en la
mayoría de las instalaciones.
Aunque los ventiladores ENERGY STAR® cuestan más, son más baratos para hacerlos funcionar y
generalmente son de mejor construcción y, por lo tanto, duran más y funcionan con menos ruido. El nivel de
ruido para un ventilador se mide en sones. Seleccionar un ventilador con un índice de sone de 2,0 o más bajo.
Los modelos de alta calidad tienen un sone de menos de 0,5.
Muchos ventiladores que están instalados en el cielo raso o en la pared pueden ser adaptados como
sopladores “en línea”, ubicados fuera del espacio habitable, tales como un ático o un sótano. Los fabricantes
también ofrecen ventiladores en-línea para ventilar baños o cocinas individuales, o cuartos múltiples. Al
distanciar el ventilador en línea, cuadro 7-11, del área habitable disminuye los problemas de ruido.


Aunque mejorar la ventilación local ciertamente ayudará a controlar los problemas de humedad, puede que
no proporcione ventilación adecuada para todo el hogar. Un sistema de ventilación para todo el hogar puede
dejar escapar aire de la cocina, de todos los baños, del área habitable principal, y de los dormitorios.
Los sistemas de ventilación para todo el hogar generalmente tienen ventiladores individuales grandes
situados en el ático o en el sótano. Los conductos se extienden a los cuartos que requieren ventilación.
Típicamente estas unidades tienen motores de dos velocidades. La velocidad baja proporciona ventilación
continua- generalmente 10 pies cúbicos por minuto por persona o 0,35 ACH. La velocidad alta puede ventilar
rápidamente la humedad y los olores.

EL SURTIDO DE AIRE EXTERIOR POR LAS FILTRACIONES DE AIRE

El aire que se ventila del hogar por ventiladores de escape debe ser reemplazado por aire exterior. Este
nuevo aire entra en el hogar por filtración de aire o por una entrada controlada. El hecho de depender de
filtraciones de aire no requiere equipo extra; sin embargo, el habitante del hogar tiene poco control de los
puntos de entrada del aire. Muchas de las filtraciones de aire provienen de lugares no deseados como
espacios de arrastre o áticos. Si el hogar es hermético, los aparatos para ventilación no podrán atraer
suficiente aire exterior al interior para equilibrar el aire que se deja escapar. Esto genera una presión
negativa en el hogar, lo que puede causar un mayor desgaste en los motores del ventilador. Además, los
ventiladores de escape pueden amenazar la calidad del aire al atraer gases de escape de los tubos, de las
chimeneas de vuelta adentro del hogar.

EL SURTIDO DE AIRE EXTERIOR DE LOS VENTILADORES DE ENTRADA

El surtido de aire exterior fresco a través de los respiraderos de entrada es otra opción. Estos respiraderos a
menudo se pueden comprar en tiendas especializadas en energía por correo. Generalmente están situados en
paredes exteriores. La cantidad de aire que permiten entrar en la casa puede ser controlada manualmente o
por sensores de humedad. Situar los respiraderos de entrada donde no generen corrientes de aire incómodas.
Estos respiraderos de entrada a menudo se instalan en los closets del dormitorio con puertas al estilo
persianas o en la parte superior de las paredes exteriores.
EL SURTIDO DE AIRE EXTERIOR A TRAVÉS DE AIRE DE REEMPLAZO POR CONDUCTO

El aire exterior también puede ser atraído y distribuido por la casa por conductos para un sistema de aire
forzado de calefacción y de enfriamiento. Este tipo de sistema generalmente tiene un regulador de aire
exterior controlado automáticamente en el sistema del conducto de vuelta.
El soplador para el sistema de ventilación es el controlador del aire para el sistema de calefacción y de
enfriamiento o una unidad más pequeña que está diseñada estrictamente para proporcionar aire de
ventilación. Una pequeña desventaja de usar el soplador del HVAC es que el aire de ventilación que entra
puede tener suficiente velocidad para afectar la comodidad durante el tiempo frío.
El conducto de vuelta para el sistema de calefacción y de enfriamiento puede estar conectado a un pequeño
conducto de aire exterior que tiene un regulador que se abre cuando el aparato de ventilación funciona. El
flujo de aire que entra no debiera afectar la comodidad en forma adversa. Hay controles especiales
disponibles para asegurarse que el controlador de aire funcione un cierto porcentaje cada hora, y así
proporcione aire fresco en forma regular.
SISTEMAS DE DESHUMEDIFICACIÓN‐VENTILACIÓN
Los hogares en Kentucky son a menudo más húmedos que lo deseado. Un sistema combinado de
deshumedificación-ventilación puede traer aire fresco adentro (pero aire exterior húmedo), remover la
humedad, y suministrarlo al hogar (véase el cuadro 7-12). Estos sistemas también pueden filtrar el aire que
entra. Estos sistemas requieren un dispositivo mecánico adicional. Un deshumidificador tiene que ser
instalado en el conducto surtidor de aire. Este deshumidificador debe ser diseñado para las necesidades
específicas del hogar.


LOS VENTILADORES DE RECUPERACIÓN DE CALOR

Los intercambiadores de calor de aire-a-aire, o los ventiladores de recuperación del calor (HRV), típicamente
tienen sistemas separados de conductos que atraen al interior aire exterior para ventilación y distribuyen
aire fresco a través del hogar. El calor del invierno de aire viciado del cuarto es intercambiado por el aire
más fresco de entrada. Algunos modelos, llamados intercambiadores enthalpy, pueden también recuperar la
energía refrescante en el verano al intercambiar humedad entre el aire de escape y el aire surtido.

Mientras que los expertos en energía han puesto en duda el valor del calor ahorrado en los hogares de
Kentucky por el costo de U$400 a U$ 1.500 por un HRV, los estudios recientes de intercambiadores enthalpy
indican que su beneficio de deshumedificación en el verano ofrece una ventaja sobre los sistemas que solo
ofrecen ventilación. El valor de cualquier sistema de ventilación de recuperación de calor no debiera ser
determinado solamente del costo de la energía recuperada. La ventilación controlada y la calidad mejorada
del ambiente interior también deben tomarse en consideración.
PLANES DE MUESTRA DE VENTILACIÓN

En los siguientes diseños se muestran tres opciones para proporcionar un sistema de ventilación mecánica
para un hogar. Mientras que es rutinario proporcionar planes de ventilación mecánica para edificios
comerciales, su uso en los hogares solo está empezando. Como resultado de esto, existen unos pocos diseños
estándar y se va a necesitar un poco de tiempo para desarrollarlos para climas diferentes.
DISEÑO 1: VENTILACIÓN DE EXTRACCIÓN ZONAL AUMENTADA
Este sistema de ventilación relativamente simple y barato del hogar total, cuadro 7-13, integra la ventilación
local usando los extractores del cuarto de baño y de la cocina con un extractor de escape aumentado
(generalmente 100 a 150 cfm) en un cuarto de baño situado centralmente. Cuando el ventilador funciona, el
aire exterior es atraído a través de entradas en los closets con las puertas tipo persianas. Un contador de
tiempo, preprogramado para proporcionar ventilación a intervalos regulares, controla el ventilador. Las
puertas interiores están socavadas para permitir el flujo de aire al extractor central. El ventilador debe ser
una unidad duradera, de alta calidad que funcione silenciosamente. Además de la ventilación automática
proporcionada por este sistema, los habitantes del hogar pueden encender todos los extractores
manualmente cuando lo necesiten.

DISEÑO 2: SISTEMA DE VENTILACIÓN DE TODO EL HOGAR
Este sistema de ventilación de toda la casa utiliza un extractor de dos velocidades centralizado para extraer
el aire de la cocina, del baño, de la lavandería, y de las áreas habitables del hogar. Un contador de tiempo
controla el soplador. El sistema debe proporcionar aproximadamente 0,35 cambios del aire natural por hora
(ACHnat) a velocidad baja y 1,0 ACHnat a velocidad alta. Un regulador separado de flujo de aire conectado
al sistema de aire de vuelta suministra aire exterior. Cuando el extractor funciona, cuadro 7-14, el regulador
de aire exterior se abre y permite que el aire entre al interior de la casa a través de conductos de aire
forzado.

DISEÑO 3: SISTEMA DE VENTILACIÓN DE RECUPERACIÓN
Un ventilador recuperación de enthalpy atrae el aire exterior fresco a través de un conducto adentro del
equipo de intercambio de calor y recobra la energía de calefacción o de enfriamiento del aire viciado de los
cuartos mientras está siendo eliminado (véase el cuadro 7-15). El sistema también seca el aire húmedo que
entra en el verano. Esta es una ventaja especial en el sureste. El aire fresco fluye adentro de la casa por
medio de un sistema separado de conducto, que debe estar sellado tan herméticamente como la canalización
del HVAC. El aire de los cuartos se puede canalizar al cambiador de varios cuartos o a una sola fuente.
Algunas unidades HRV pueden ser montadas en la pared en el área habitable del hogar, mientras que otras
se diseñan para los cuartos de uso general o para los sótanos.


RADÓN

El radón es un gas carcinógeno, radioactivo que se encuentra en los suelos a través de los Estados Unidos.
Aunque usted no pueda verlo, olerlo o percibirlo por el gusto, se puede concentrar en niveles peligrosos en
cualquier edificio, incluyendo hogares, oficinas, y escuelas. Es posible que la gente esté más expuesta en el
hogar porque pasa la mayor parte del tiempo allí.
ELIMINACIÓN DEL RADÓN

La ventilación bajo los cimientos ayudará a eliminar el radón y otros gases del suelo, tales como vapor de la
humedad, antes de que tengan la oportunidad de entrar en el hogar. Es más rentable incluir cualquier
técnica resistente al radón mientras se construye un hogar, en vez de que adaptar un hogar existente. Una
instalación típica durante la construcción le costará al dueño de una casa aproximadamente U$50 a U$300,
mientras que la retroadaptación de un hogar existente puede costar hasta U$2.000. Además, no se asocian
ningunos gastos de operación a este sistema pasivo de ventilación. Si los niveles elevados de radón se
encuentran en el hogar, se puede agregar un ventilador fácilmente para hacer un sistema activo.
El cuadro 7-16 muestra los fundamentos de la construcción resistente al radón para los espacios de arrastre
y las losas/los tipos de los cimientos del sótano.


CONSTRUCCIÓN ACTIVA Y PASIVA RESISTENTE AL RADÓN

El concepto pasivo: un fitting “t perforado” se adjunta a un ventilador de escape vertical de plástico que
penetra el techo. La “t” se entierra en la grava debajo de la losa de los cimientos y los gases pueden
infiltrarse lentamente a través de la “T” y hacia fuera del ventilador.
El concepto activo: si todavía hay presentes niveles inaceptables de radón, después de comprobar los niveles
de radón de un sistema pasivo, se puede agregar un ventilador para generar succión para sacar los gases a
través del ventilador.
LOSA EN LA SUPERFICIE O SÓTANO
• Utilizar una base de grava de 4 a 6 pulgadas.
• Instalar una capa continua de polietileno de 6 milipulgadas.
• Instalar una “T” debajo del polietileno que sobresalga a través del polietileno y se extienda sobre la
altura del piso vertido.
• Vertir el piso de la losa o del sótano.
• Sellar los empalmes de la losa con calafateo.

ESPACIO DE ARRASTRE
• Instalar la capa continua, sellada de polietileno de 6 milipulgadas.
• Instalar la “T” debajo del polietileno que sobresale a través del polietileno.
TODOS LOS CIMIENTOS
• Instalar una cañería PVC vertical de 3 pulgadas de los cimientos al techo a través de una pared
interior.
• Conectar la “T” con la cañería PVC vertical de 3 pulgadas para mitigación pasiva.
• Hacer que el electricista instale la caja de ensambladura en el ático.
• Poner una etiqueta que diga “RADÓN” en la cañería PVC de modo que el trabajo futuro de plomería
no sea atado al ventilador.
PRUEBA PARA EL RADÓN

Después de construir un hogar resistente al radón, aun así se recomienda que se haga una prueba para
detectar niveles elevados de radón. Los equipos baratos, que uno mismo puede hacer de prueba del radón se
pueden obtener a través del correo, en tiendas de ferretería, y de otros distribuidores al por menor, y
posiblemente de su gobierno local. Si se desea, se puede emplear un contratista entrenado para hacer la
prueba. Asegurarse que el contratista esté certificado por la Asociación Nacional de Salud Ambiental
[National Environmental Health Association (NEHA)].
¿QUÉ SUCEDE SI SE ENCUENTRAN NIVELES ELEVADOS?

Con los fundamentos de un sistema de mitigación de radón ya instalado, es relativamente barato y fácil
hacer activo el sistema. La adición de un ventilador en línea, clasificado para operación continua, es una
adición relativamente simple que asegurará la eliminación segura del radón de debajo del hogar.

Aire Acondicionado Capitulo 7

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Aire Acondicionado Capitulo 7

Similar a Aire Acondicionado Capitulo 7 (20)

Último

Último (20)

Aire Acondicionado Capitulo 7