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Acondicionamiento Con Fan-Coils

El acondicionamiento con fan-coils es uno de los sistemas de aire acondicionado más populares que existen. Está basado en instalar unos aparatos llamados fan-coils (serpentín y ventilador) en las habitaciones o locales que deben refrigerarse.

A los fan-coil se hace llegar agua fría mediante una red de tuberías. El agua enfría mediante una central enfriadora. El agua que llega al fan-coil alimenta una batería, cuya misión es enfriar aire del local aspirado mediante un ventilador. En invierno la batería puede ser alimentada con agua caliente procedente de una caldera.

Qué es un fan-coil

El sistema “Fan Coils”, está basado en instalar unos aparatos llamados fan-coils (serpentín y ventilador) en las habitaciones o locales que deben refrigerarse. A ellos se hace llegar agua fría mediante una red de tuberías. Esta agua que llega alimenta una batería cuya misión es enfriar el aire del local aspirado mediante un ventilador.

El sistema de fan-coils se puede clasificar en base a dos criterios diferentes: que tenga o no toma de aire de ventilación y según la disposición y número de tubos de agua que acceden y salen del fan coil.

La instalación de fan-coils es apropiada para las “zonas perimetrales” de los edificios con una fuerte variación de la carga térmica. Debido a una cierta imposibilidad de regular la humedad ambiente de una forma exacta, no son muy apropiados para grandes aforos.

Clasificación

El sistema de fan-coils se puede clasificar en base a dos criterios diferentes:

Que tenga o no toma de aire de ventilación:

  • El sistema puede diseñarse de forma que el ventilador del fan-coil aspire únicamente del recinto.
  • El fan-coil está provisto de una toma de aire exterior; el ventilador aspira aire exterior de ventilación. Para evitar el efecto chimenea esta solución debe limitarse a edificios bajos y protegidos del viento.

Según la disposición y número de tubos de agua que acceden y salen del fan-coil.

  • De dos tubos.
  • De tres tubos.
  • De cuatro tubos

La finalidad de estas disposiciones, que estudiaremos a continuación, es controlar más o menos eficazmente la temperatura del agua que llega a la batería del fan-coil y, en consecuencia, la temperatura del aire enfriado (en verano) o calentado (en invierno) que luego pasa al recinto. otra finalidad es evitar que se mezcle agua fría y caliente, por el consiguiente perjuicio económico.

aire acondicionado fancoils

Descripción del fan-coil

El fan-coil es una unidad terminal de un sistema de aire acondicionado denominado con el mismo nombre que la unidad terminal: sistema con fan-coils.

El fan-coil consta de los siguientes elementos:

  • Ventilador centrífugo accionado con un motor de varias velocidades.
  • Batería de tubos de cobre expandidos mecánicamente en aletas corrugadas de cobre o aluminio. Está provista de purgadores y taones.
  • Bandeja de condensados en chapa galvanizada, con aislamiento térmico.

Funcionamiento del sistema de dos tubos

Los dos tubos son la tubería de llegada del agua y la tubería de salida, ambas referidas al fan-coil. Por la tubería de llegada sólo puede circular agua fría en verano y agua caliente en invierno. La válvula V1 modula el caudal de agua en función de la señal enviada por el termostato ambiente.

Supongamos que estamos en el período invernal con la batería de enfriamiento de agua desconectada; si un día es especialmente caluroso, por ejemplo del mes de marzo o abril, y un fan-coil requiriese frío en vez de calor, es decir, agua fría, no podría suministrársele agua fría. Para solventar estas situaciones existen las instalaciones de fan-coils de tres tubos.

El sistema puede incluir una red de aire independiente de los fan-coils y éstos pueden tener una toma de aire exterior. La versión más sencilla consiste en la instalación de fan-coils sin instalación de la red de aire y sin toma de aire exterior.

Es la versión más económica y difundida de las instalaciones de fan-coils. Se usa exclusivamente en la climatización de las zonas perimetrales de los edificios y locales comerciales.

En la siguiente imagen puedes ver un esquema de principio genérico y sencillo de una instalación de 8 fan-cois distribuidos en 3 grupos: de tres, dos y tres respectivamente.

instalación de fan-coil de 2 tubos

Es importante señalar que en los circuitos no se han incluido todos los elementos hidráulicos, para no complicar excesivamente el esquema. Por ejemplo, no se han dibujado los vasos de expansión, las válvulas antirretorno, etc., con este esquema sólo pretendemos dar una idea genérica de la instalación.

  • CE indica central enfriadora; se trata de una máquina cuya misión es enfriar el agua que le llega por la tubería de retorno.
  • BC es la batería de calefacción. Se alimenta con agua caliente o cor vapor proveniente de una caldera.
  • En invierno sólo actúa la batería de calefacción y en verano la de refrigeración. No pueden actuar simultáneamente.
  • La válvula C regula el paso del agua caliente o del vapor que alimenta la batería de calefacción.
  • La válvula de tres vías A, produce un by-pass entre el agua fría y el agua de retorno que sirve para proteger la central enfriadora y para regular la temperatura del agua fría que llegará a cada grupo de fan-coils.
  • Las válvulas B, situadas a pie del fan-coil, regulan la cantidad de agua fría que llega al fan-coil. Estas válvulas pueden faltar, efectuándose la regulación, en este caso, con la modificación de la velocidad del ventilador, que puede ser manual o automática. Al decir que pueden faltar nos referimos a que no son imprescindibles.

Tal como decíamos antes, este tipo de instalación es la más económica y sencilla; presenta el inconveniente de que sólo puede funcionar con agua fría en verano y agua caliente en invierno.

Esto parece que es lo normal; sin embargo, en estaciones intermedias (primavera y otoño), puede requerirse en una zona agua caliente y en otra agua fría. En este caso la instalación no puede dar cumplimiento a este requerimiento; para ello, se necesitaría una instalación de tres o de cuatro tubos.

Fan-coils de tres tubos

Los tres tubos son: dos tuberías de llegada de agua al fan-coil y una tubería de salida.

Las dos tuberías de llegada son una de agua fría y la otra de agua caliente. La válvula V2 es una válvula de 3 vías no mezcladora, es decir, su misión es dejar pasar agua fría o agua caliente, sin mezclarlas, según las necesidades de frío o calor detectadas por el termostato ambiente.

Existe un retorno común, tanto si lo que llega al fan-coil es agua fría como agua caliente.

Las posibilidades de regulación son muy buenas; sin embargo, es un inconveniente el retorno común, puesto que puede llegar a la central frigorífica agua caliente y la central calentadora agua fría.

La función exacta de la válvula V2 es la siguiente: si el termostato ambiente detecta una bajada de temperatura, la válvula V2 (no mezcladora) deja pasar un caudal menor de agua fría; si prosigue la bajada de temperatura, sigue disminuyendo el caudal de agua fría, hasta que llega a una posición neutra en la que no hay paso de agua fría ni caliente. Si la temperatura siguiera disminuyendo, dejaría paso al agua caliente. Esta secuencia de comportamiento sería análoga, pero al revés con la temperatura ambiente subiendo. Desde una entrada de agua caliente se pasaría a una posición neutra y después a una entrada de agua fría.

Fan coil de cuatro tubos

Es la solución mejor desde un punto de vista técnico, de regulación y de ahorro energético; sin embargo, este tipo de instalación es la más costosa, puesto que implica trabajar con una red cuádruple de tuberías. Cada fan-coil tiene dos tuberías de acceso, una de agua caliente y otra de agua fría y dos tuberías de salida.

Cuando entra agua caliente, la válvula V4 desvía el agua hacia el circuito de agua caliente. Cuando llega agua fría al fan-coil, la válvula V4 desvía el agua hacia el circuito de agua fría. Así no se mezcla nunca el agua fría con el agua caliente, evitando las pérdidas que esto ocasionaría.

La válvula V3 es la que decide si al fan-coil debe llegar agua fría o agua caliente según las indicaciones de un termostato ambiente. El mismo termostato informa a la válvula V4 para que desvíe el agua fría hacia la tubería de agua fría y el agua caliente hacia la tubería de agua caliente.

Para qué sirven los fan-coils

La instalación de fan-coils es apropiada para las “zonas perimetrales” de los edifi­cios con una fuerte variación de la carga térmica. Debido a una cierta imposibilidad de regular la humedad ambiente de una forma exacta, no son muy apropiados para grandes aforos (el aforo se refiere a la cantidad de gente que ocupa el local).

Sin embargo, la fiabilidad del sistema depende de si utilizamos conjuntamente con los fan-coils aire primario, tratado centralmente. Pensemos que en este caso el aire primario contrarresta la carga latente del ambiente y, por lo tanto, es capaz de regu­lar la humedad del local.

La regulación es mucho más efectiva con fan-coils de tres o cuatro tubos, pero tam­bién es mucho más cara.

Conviene indicar, finalmente, que el tipo de instalación de fan-coils que más se ins­tala es el más simple: los fan-coils de dos tubos, sin aire primario y sin aire de ven­tilación; es decir, un sistema que sólo utiliza el agua como fluido frío en verano y caliente en invierno.

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