En el mundo del HVAC o de la climatización, el diseño, cálculo y la ejecución de las instalaciones de aire acondicionado son puntos fundamentales para poder garantizar el confort y la eficiencia energética de las instalaciones.
Sin embargo, a lo largo de mi experiencia como senior, he constatado dos problemas recurrentes que afectan muy negativamente el rendimiento y el confort de estas instalaciones:
- Las cargas térmicas, tanto de verano como de invierno, no están correctamente calculadas o estimadas.
- Las redes de distribución de aire no están siendo calculadas correctamente ni equilibradas por cálculo.
Cálculo o estimación incorrecta de las cargas térmicas.
En el 90% de las instalaciones de HVAC que he analizado por todo el mundo, he observado desviaciones significativas entre las temperaturas interiores alcanzadas y las especificadas en las hojas de cálculo de cargas térmicas tanto de verano como de invierno.
Estas desviaciones indican errores en la estimación de las cargas térmicas de verano e invierno, los cuales se manifiestan de las siguientes maneras:
- Sobredimensionamiento. Si, en invierno, al manipular el termostato se consigue alcanzar una temperatura interior del local por encima de la fijada en las hojas de cargas de invierno, la unidad acondicionadora está sobredimensionada. De forma similar, si en verano se consigue disminuir la temperatura interior del local por debajo de la especificada en la hoja de cargas de verano, también existe sobredimensionamiento.
- Subdimensionamiento. Si, en invierno, al manipular el termostato no se logra alcanzar o mantener la temperatura interior del local con la temperatura fijada en la hoja de cargas de invierno, la unidad acondicionadora está subdimensionada. Igualmente, en verano, la imposibilidad de alcanzar o mantener la temperatura interior deseada en el local, o sea, la fijada en la hoja de cargas térmicas de verano, esto también refleja un subdimensionamiento de la unidad acondicionadora.
- Dimensionamiento correcto. Una unidad acondicionadora correctamente dimensionada permite alcanzar y mantener las temperaturas interiores especificadas en las hojas de cargas térmicas, tanto en invierno como en verano, al ajustar el termostato.
El sobredimensionamiento y subdimensionamiento generan consecuencias muy graves:
- Consumo energético innecesario. En el caso de sobredimensionamiento, se produce un gasto de energía muy excesivo sin mejora en el confort.
- Incapacidad de satisfacer la demanda. En el caso de subdimensionamiento, el confort térmico no puede garantizarse.
- Vida útil reducida. Ambos errores provocan un desgaste prematuro de los componentes del sistema HVAC.
Por lo tanto, la correcta estimación de las cargas térmicas no solo es deseable, sino indispensable para garantizar la eficiencia energética y la sostenibilidad económica de las instalaciones de Aire Acondicionado o HVAC.
Redes de distribución mal calculadas y no equilibradas.
El 98% de las instalaciones analizadas presentan errores significativos en el diseño de sus redes de distribución de aire. Específicamente, he identificado fallos en los cálculos y el equilibrado de los conductos, lo que se evidencia en:
- Dimensionamiento incorrecto de los conductos. Es técnicamente inaceptable que dos conductos (o ramales) con el mismo caudal de aire (X m3/h) tengan las mismas dimensiones (a x b) si uno está ubicado a 3 metros de la embocadura de la máquina y el otro a 20 metros.
- Falta de equilibrado. Sin un equilibrado adecuado, no se garantiza una distribución uniforme del aire, generando desigualdades en el confort térmico entre los diferentes espacios servidos por el sistema.
Los errores en el diseño de las redes de distribución también tienen consecuencias significativas:
- Mayor consumo energético. Una red mal equilibrada requiere más energía para lograr una distribución aceptable del aire.
- Desigualdad en el confort. Los espacios más alejados pueden quedar infracondicionados, mientras que los más cercanos sufren sobrecondicionamiento. Corrientes de aire en el interior del local. Ruido excesivo a lo largo de toda la red de distribución de aire.
- Costos innecesarios. Diseños incorrectos suelen resultar en sistemas más costosos tanto en la instalación inicial como en su operación.
Impacto económico y energético de estos insoportables errores.
Impacto sobre los costes directos a la contratación y a la compra de una instalación mal calculada:
- Sobredimensionamiento de equipos: +20-30%.
- Exceso de material en conductos: +15-25%.
- Desperdicios en instalación: +10-15%.
Impacto sobre los costes operativos de la explotación de una instalación mal calculada:
- Consumo energético excesivo: +25-40%.
- Mantenimiento adicional: +15-20%.
- Reducción de la vida útil de la instalación: -20-30%.
Indicadores claves que nos desvelarán errores en los cálculos:
- COP real versus nominal.
- COPA real versus teórico.
- EER en condiciones de operación.
- Factor de carga parcial.
- Consumo específico (kWh/m²·año).
Algunas sugerencias para controlar, detectar y evitar los errores de cálculo.
En el diseño de la instalación:
- Análisis detallado de las cargas térmicas de verano e invierno.
- Simulación dinámica del edificio.
- Diseño integral de la red de distribución.
- Verificación de los resultados por expertos.
- Severo protocolo de control, puesta en marcha y ajustes.
Medios de verificación:
- Termografía infrarroja.
- Medición de caudales y presiones.
- Monitorización energética en tiempo real de todos los elementos de la instalación de HVAC.
- Análisis de confort térmico.
- Verificación acústica.
- Verificación de corrientes de aire.
- Verificación de todos los elementos terminales de distribución de aire.
Algunas sugerencias para evitar estos errores de cálculo.
Es evidente que la optimización de un sistema HVAC requiere de un enfoque integral que combine:
- Cálculo preciso de las cargas térmicas.
- Diseño hidráulico correcto.
- Distribución estratégicamente diseñada.
- Verificación y ajustes en la obra misma.
- Monitorización continua, IoT imprescindible.
- Mantenimiento preventivo y predictivo.
Es muy lamentable que la mala praxis en el cálculo de cargas térmicas de verano como de invierno y el diseño de redes de distribución de aire ha pasado desapercibida por demasiado tiempo.
Sin embargo estos terribles errores quedan invisibles para el Cliente final, quién desconoce que su instalación de HVAC podría haber sido mucho más económica, mucho más eficiente y mucho más confortable.
Es nuestra responsabilidad como expertos, garantizar el diseño de los sistemas HVAC para que cumplan perfectamente con los estándares más altos de eficiencia y confort. Por ello, siempre he dicho y lo repito aquí:
¡Más cálculo manual, más sentido crítico, más investigación y menos uso de aplicaciones informáticas mágicas!
Tachyon SL
Email: info@tachyon.es
Teléfono: +34 965 951 125
Web: www.tachyon.es
josé martínez
