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
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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.
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.
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 fria
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 car
