Formulacion del problema y desventajas de los sistemas de aire acondicionado

para el medio ambiente no tiene ninguna ventaja, todo lo contrario ya que consume energía eléctrica,además usan gas freon que es muy contaminante para la atmósfera si se libera.esta construidos de plástico otro elemento contaminante , dificil de eliminar para la naturaleza y con materias primas que consumen recursos naturales.para el hombre tiene como ventaja generar confort, pero relativo tambien , por que al hacer cambios tan bruscos de temperatura, el cuerpo no tiene tiempo suficiente para adaptarse, por lo tanto podrias tener algunos problemas de salud (resfriados, alergias)

justificacion

me gustaria enconrtrar un buen sistema de clima que nno sea tan complicado pero que sea muy eficiente y tenga muchas utilidades tanto domesticas como comerciales e industriales.

Definicion

El acondicionamiento de aire es el proceso que se considera más completo de tratamiento del aire ambiente de los locales habitados; consiste en regular las condiciones en cuanto a la temperatura (calefacción o refrigeración), humedad, limpieza (renovación, filtrado) y el movimiento del aire adentro de los locales.

Entre los sistemas de acondicionamiento se cuentan los autónomos y los centralizados. Los primeros producen el calor o el frío y tratan el aire (aunque a menudo no del todo). Los segundos tienen un/unos acondicionador/es que solamente tratan el aire y obtienen la energía térmica (calor o frío) de un sistema centralizado. En este último caso, la producción de calor suele confiarse a calderas que funcionan con combustibles. La de frío a máquinas frigoríficas, que funcionan por compresión o por absorción y llevan el frío producido mediante sistemas de refrigeración.

La expresión aire acondicionado suele referirse a la refrigeración, pero no es correcto, puesto que también debe referirse a la calefacción, siempre que se traten (acondicionen) todos o algunos de los parámetros del aire de la atmósfera. Lo que ocurre es que el más importante que trata el aire acondicionado, la humedad del aire, no ha tenido importancia en la calefacción, puesto que casi toda la humedad necesaria cuando se calienta el aire, se añade de modo natural por los procesos de respiración y transpiración de las personas. De ahí que cuando se inventaron máquinas capaces de refrigerar, hubiera necesidad de crear sistemas que redujesen también la humedad ambiente.

Limitaciones

En zonas donde las condiciones climáticas invernales son especialmente adversas o cuando la temperatura exterior es muy baja, puede tener dificultades para aportar todo el calor necesario y requerirá resistencia de apoyo, con un coste de funcionamiento muy superior.

A pesar de que los equipos son muy silenciosos, el nivel de ruido causado por el ventilador puede resultar molesto para determinadas personas en despachos, salas de reunión o dependencias similares.

Antecedentes de la investigacion

Marco teorico

Como funciona un CHILLER:

Un chiller es un refrigerador de líquido, que como en un sistema de expansión directa,mediante el intercambio térmico o bien calienta o enfría.El Chiller como característica principal tiene:-Mantener el líquido refrigerado cuando funciona en función frío.-Mantener el líquido calentado en función bomba de calor.

Chiller como climatizador:

El chiller como las unidades de expansión directa se coloca en el exterior del edificio.En el interior del edificio se colocará la unidades termo-ventiladas denominadas FAN-COILque son similares a las unidades interiores de un sistema de expansión directa.

Las únicas conexiones entre la unidad interna y la unidad externa es un circuito hidráulico

común cerrando un circuito.

El liquido tratado en la unidad exterior enfriado o calentado y circulará impulsada por la

bomba incluida en el sistema hidrónico, por todas las unidades FAN-COIL.

Finalmente el FAN-COIL utiliza el agua que circula por el, enviando el resultante delintercambio térmico (Aire frío o aire caliente), mediante un ventilador al ambiente según lasdemandas de confort del usuario.

Atención: Igual que un sistema de expansión directa convencional se debe tener en cuenta que

produce condensados debido al diferencial de temperatura.El Chiller como unidad más versátil que una unidad de climatización convencional:1. Versatilidad en el número de unidades internas: En un climatizador de expansión directa

convencional la unidad exterior debe ser conectada con la unidad interior para la que ha sido

diseñada.

En cambio el Chiller puede ser conectado con un número indefinido de unidades internas(FAN-COIL), siempre y cuando recordando que la potencia total de todas las unidadesmultiplicadas por un factor constante no sea superior a la potencia total de la unidad externa.Dicho factor determina cuantas unidades FAN-COIL puedes funcionar simultáneamentea la condición mas extrema sin bajar la eficiencia de la instalación.

2. Versatilidad en el tipo de unidades internas: En un climatizador de expansión directa lainterconexión eléctrica entre la unidad interior y exterior es imprescindible.Cada unidad externa corresponde a una unidad interna en los sistemas de una unidad interior yuna exterior. En los sistemas 2x1, 3x1, 4x1… ocurre lo mismo.Con un sistema Chiller se puede conectar muchas unidades internas de diverso tipo, unidadesSuelo-techo, Cassette, Conductos, Murales…

Fase de funcionamiento de unidades tipo Split (Expansión directa):Entre la unidad interna y externa existe una conexión frigorífica y una interconexión eléctricay en consecuencia se realiza un ciclo frigorífico como todos conocemos

Compresión del refrigerante-Condensación (Baja la presión y disminuye la temp. DelRefrigerante)- El refrigerante pasa de estado gas a líquido-El refrigerante se expansiona y bajasu presión y al final del capilar su temp. -Evaporación el refrigerante-Pasa de estado líquido agas-Aspiración el compresor absorbe el gas y comienza el ciclo

Fase de funcionamiento del Chiller:

Entre la unidad interior y exterior no existe conexión frigorífica solo hidráulica y tampoco una

interconexión eléctrica entre las dos unidades.

El Chiller interiormente funciona como una unidad de expansión directa, pero el refrigeranteenfriado o calentado en los dos ciclos frigoríficos se hace circular por un intercambiador por elcual circula paralelamente por otro tubo y en sentido inverso o, en el mismo sentidodependiendo de las necesidades agua.Por el fenómeno que todos conocemos, se realizará un intercambio de energía del cuerpo mascaliente al más frío.

Diferencia entre el sistema Split y el sistema Chiller:

Si una o mas unidades internas FAN-COIL, están en funcionamiento puede ser que la unidadexterior este parada.Por queLa unid interna aprovecha el agua caliente o fría que hace recircular la bomba de agua delsistema Chiller para calentar o enfriar el ambiente.El sistema Chiller mantiene constante la temperatura del agua en circulación y si haycualquier cambio de temperatura en esta por enzima p por debajo del SET POINT pordiferencial de temperatura aumenta o baja la temperatura del agua.

Funcionamiento de un refrigerador de líquido Chiller para el acondicionamiento de

ambientes:

Tradicionalmente el climatizador de expansión directa es un sistema aire-aire, porque launidad exterior (Condensadora) aprovecha la circulación de aire para condensar el gascaliente, y el aire también es aprovechado por la unidad interna (Evaporador) para el cambiode estado (Ambos en función frio).El principio de funcionamiento de una unidad Chiller viene a ser parecido al del aire-aire, peroutiliza también el agua para el cambio de estado se podría definir como una unidad agua-aire.El agua se hace circular de manera forzada sobre un intercambiador de temperatura en el cualse realiza el cambio de estado utilizando el factor agua y no el factor aire para este.El agua que sale del intercambiador circula por el circuito hidráulico a cada uno de los FAN-COIL a una cierta temperatura modificando así la temperatura ambiente a la cual afecta dichoFAN-COIL, y vuelve al intercambiador para rectificar su temperatura de nuevo.Produciéndose un nuevo intercambio de temperatura entre el agua y el refrigerante para ser denuevo distribuido por todas las unidades FAN-COIL.En conclusión:Un Chiller es como un climatizador convencional de expansión directa pero:-Condensador y evaporador están juntos en al misma máquina.-El evaporador no enfría el agua del ambiente sino que enfría el agua que proviene de circularpor las unidades internas FAN-COIL para climatizar el ambiente.

Marco teorico

Syracuse, Nueva York, hace noventa y cinco años, Willis Carrier hizo por el control de las condiciones ambientales internas lo qué Alejandro Graham Bell hizo por la comunicación y Henry Ford por el transporte. El cambió nuestra rutina. Durante siglos, el hombre uso el ventilador, hielo y muchos otros métodos para intentar inútilmente librarse del calor. Fue en 1902 que Willis Carrier - un ingeniero 25 años graduado por la Universidad de Cornell - inventó un proceso para acondicionar el aire mecánicamente. El control del clima finalmente se volvió una realidad. La invención Willis Carrier fue una respuesta directa a los problemas específicos de una industria: La Sackett-Wilhelms Lithography and Publishing Co, en Brooklyn, Nueva York, que estaba teniendo problemas con trabajos de impresión durante los calientes meses del verano. El papel al absorber la humedad se estaba dilatando. Los colores impresos en días húmedos no alineaban ni se fijaban con los otros colores impresos en días más secos.

Eso generaba imágenes borrosas. La Sackett-Wilhelms Lithography and Publishing Co, donde fue instalado el primer acondicionador de aire por Carrier. Willis Carrier, que estaba trabajando para la Buffalo Forge Co., fue llamado para resolver el problema. Él teorizó que podría retirar la humedad de la fábrica refrescando el aire a través de conductos artificialmente resfriados. Este proceso que controlaba la temperatura y la humedad fue el primer ejemplo de aire acondicionado continuo por un proceso mecánico.

La industria textil que también tenía gran necesidad del control ambiental, fue el primer grande mercado para el acondicionador de aire. Poco después, también se estaba usándo en varios edificios y instalaciones de la industria del papel, productos farmacéuticos, tabaco y establecimientos comerciales.

La primer aplicación residencia¡ fue en la mansión de Charles G. Gates de Minneapolis, en el estado de Minnesota, en 1914. El Dr. Carrier diseñó un equipo especial para residencias midiendo 6 metros de anchura, 1,8 metros del largura y 2,1 metros de altura, que fue considerado mayor y menos sofisticado que los actuales acondicionadores de aire residenciales.

La mansión del Sr. G. Gates, primera residencia con acondicionador de aire. Otra importante aplicación ocurrió cuando Carrier instaló el primer acondicionador de aire hospitalario en el Pittsburgh Allegheny General Hospital, en 1914. El sistema introducía humedad extra en una guardería para los bebés prematuros, ayudando reducir la mortalidad infantil causada por la deshidratación.

La máquina de refrigeración centrífuga, desarrollada en 1922 por Willis Carrier, que ya controlaba su propia compañía desde 1915, usaba un refrigerante de su propia creación, el Dielen, sustituyendo amoníaco. Durante la década de 20, con el advenimiento de Dielen, el acondicionador de aire se puso más accesible al público general en teatros, tiendas y otros edificios públicos.

Casa de espectáculos dan énfasis a los letreros el uso del acondicionador de aire. El acondicionador de aire tuvo su primer "debut" en público en 1922, en el Grauman's

Metropolitan Theater en Los Angeles. En 1925 fue la vez del Rivoli Theater, en el Times Square de la Brodway, atraer gran público con la promesa de ofrecer una central de refrigeración para mantenerlos confortables. La verdad es que el acondicionador de aire ayudo mucho a la industria cinematográfica, porque en los meses de verano, la frecuencia en los cines se dejaba caer mucho y algunos de ellos se quedaban cerrados en este periodo. Por esa razón los estados del sur de Estados Unidos fueron los primeros en utilizar estos nuevos sistemas, por los años 30, ya equipaban la mayoría de los teatros y cines del país.

En 1924, el acondicionador de aire pasó a ser utilizado para refrigerar los ambientes de grandes establecimientos comerciales y tiendas de secciones en Detroit, Boston e Nueva York, además de los edificios y oficinas. El edificio Milán, en San Antonio, en el estado de Texas, construido en 1928, fue el primero edificio comercial multipiso proyectado desde el principio para incorporar un sistema de aire acondicionado. Un cartel adelante de la construcción prometía a los futuros ocupantes "la salud, eficacia y confort a través de la temperatura interna controlada por el hombre.

Carrier también equipó la Cámara de los Diputados de EUA con acondicionadores de aire en 1928, el Senado americano en 1929 y las oficinas ejecutivas de la Casa Blanca en 1930, poniéndose más agradable el caliente y húmedo verano de Washington.

Uno de los vehículos de transporte usando acondicionador de aire. Los carros ferroviários fueron los primeros vehículos de pasajeros en ser equipados con acondicionadores de aire en 1930 por la ferroviaria B&O.

También por los años 30 Willis Carrier desarrolló un sistema que hizo posible el aire acondicionado en rascacielos. El sistema que usó en ese momento ocupaba mucho espacio, con grandes conductos a lo largo de las paredes y techos para distribuir el aire acondicionado producido en grandes centrales; por consiguiente, ese sistema entró en choque con el concepto principal de un rascacielos que es minimizar espacios. En 1939, con la creación del sistema de distribución del aire en gran velocidad a través de dutos "Weathermaster", Carrier revolucionó una vez mas el aire acondicionado resolviendo el problema del espacio.

En el final de los años 30 ocurrió la introducción del acondicionador de aire residencial. Esto se hizo posible a través de la disponibilidad de un gas refrigerante no inflamable - el freon , que volvió el acondicionador de aire mas seguro, mas barato y mas adaptado para el uso en máquinas de refrigeración de menores capacidades.

A través de los años 40 la mayoría de los acondicionadores de aire residenciales eran usados para pequeños establecimientos comerciales. El acondicionador de aire era todavía muy caro para la plaza de consumo residencial. Solo en los años 50 llegaron a la producción en masa de unidades relativamente eficaces con el formato de cajas de acero para instalaciones suspendidas, que son los antepasados de los actuales acondicionadores de aire de ventana, tomándose accesibles al mediano consumidor.

En 1952 la Carrier Corporation desarrolló la primer producción en serie de unidades centrales de acondicionadores de aire para las residencias. La innovación fue muy bien

aceptada y en dos semanas la totalidad del stock fue vendida. En los años 60, la central de aire condicionado no era mas una novedad.

Willis Carrier murió en 1950. Él no vivió para dar testimonio de la expansión del mercado del aire condicionado. Sus contribuciones a la sociedad viven en la compañía que lleva su nombre.

En 1958, Willis el H. Carrier fue incluido en el Hall de la Fama de los Inventores Nacionales Americanos (U. S. National Inventors Hall of Fame). Era un reconocimiento merecido para el "Padre del Acondicionador de Aire".