Cómo funcionan las unidades de techo o RTU. Como su nombre indica, las unidades rooftop, o RTU para abreviar, se sitúan en el tejado de tiendas y pequeños edificios comerciales para proporcionar aire acondicionado a áreas definidas.
Desplácese hasta la parte inferior para ver el vídeo tutorial de YouTube
🏆 Aprenda más sobre las RTU, Cree su perfil gratuito de Danfoss Learning haciendo clic aquí
Únase a Danfoss Learning y obtenga acceso a cientos de cursos en línea sobre una amplia variedad de temas de ingeniería. Registrarse es gratis y puedes conectarte cuando quieras, lo que significa que puedes aprender a tu propio ritmo. Empieza a aprender ahora.
Crea tu perfil gratuito de Danfoss Learning – http://bit.ly/LearningRooftopUnits
Son unidades de aire acondicionado de paquete y son populares porque son unidades de HVAC simples, compactas y autónomas, todo en uno.
El propósito de una unidad de techo es distribuir el aire acondicionado dentro de áreas definidas de un edificio. Las unidades de techo están conectadas a conductos que proporcionan una ruta definida para que el aire acondicionado viaje a lo largo.
En nuestro último tutorial vimos las unidades de tratamiento de aire o AHU. Te animo a ver eso y ver el video tutorial, haga clic aquí para ver eso. Si usted ha visto que se dará cuenta de las unidades son muy similares. Las unidades de techo son un tipo de unidad de tratamiento de aire, la principal diferencia es que suelen ser más compactas y siempre se instalan en el tejado, por lo que deben ser más robustas y resistentes a la intemperie para hacer frente al sol, la lluvia, la nieve, el viento, etc. Además, las UTA suelen estar conectadas a una planta central, como enfriadoras y calderas, para proporcionar la calefacción y la refrigeración, pero las UTR son autónomas y tienen todo lo que necesitan en una sola unidad. Es por eso que se llaman acondicionadores de aire de paquete y vamos a mirar dentro de algunas unidades de modelo en breve para entender por qué.
Hay muchos tipos de unidades de techo, y vamos a ver cuatro versiones típicas diferentes, empezando por el más básico. Esta primera unidad es sólo aire fresco, no hay recirculación. Toma el 100% del aire fresco y lo acondiciona. El aire de retorno suele ser eliminado por un extractor externo para equilibrar la presión del aire.
Primero tenemos la carcasa, que necesita proteger todo el equipo mecánico y eléctrico dentro de la unidad del sol, el viento, la lluvia, la nieve, las heladas, etc. Habrá algunos paneles de acceso incorporados para permitir a los ingenieros acceder a los componentes del interior y realizar el mantenimiento.
En un extremo habrá normalmente una campana de aire. Aquí es donde el aire ambiente exterior será atraído a la máquina. La campana tiene esta forma para evitar que el agua, la nieve y los residuos entren en la unidad. Por lo general, habrá una malla a través de la entrada de la campana de aire que evitará que la fauna y los objetos entren, ya que esto causará bloqueos y dañará el ventilador.
Lo siguiente que podemos encontrar son unos amortiguadores. No todas las unidades los tienen pero los modelos más nuevos suelen tenerlos. Son básicamente láminas de metal que giran juntas. Se abren completamente para permitir que el aire entre en la unidad o se cierran para sellar la unidad y evitar que el aire entre o salga. Algunos pueden variar su posición de apertura a algún lugar entre completamente abierto y completamente cerrado, esto se utilizará para regular la cantidad de aire que fluye en la unidad desde el exterior, especialmente si se utiliza la recirculación y vamos a ver esto más adelante en el video después de este modelo básico.
Después de los amortiguadores encontraremos los filtros. Estos suelen deslizarse fuera de la unidad desde la puerta de servicio. Su función es limpiar el aire capturando la suciedad y el polvo que contiene el aire fresco exterior entrante. Si no tenemos filtros instalados, el ventilador, los intercambiadores de calor, los componentes mecánicos y los conductos se van a ir cubriendo poco a poco por el polvo y esto va a reducir la eficacia y la eficiencia de la máquina y si se acumula demasiado va a causar fallos en el equipo después de un tiempo.
Después de los filtros tendremos unas bobinas. Estas bobinas servirán para enfriar o calentar el aire añadiendo o quitando energía térmica. Dependiendo del lugar del mundo en el que se encuentre la UTR y de las condiciones ambientales a las que se enfrente, algunas unidades serán sólo de refrigeración, muy ocasionalmente serán sólo de calefacción y algunas serán de calefacción y refrigeración.
Si la unidad es sólo de refrigeración entonces tendrá típicamente una sola bobina conectada a una unidad de refrigeración.
Si la unidad es sólo de calefacción entonces estará o bien conectada a una bomba de calor, a un quemador de gas o a una resistencia eléctrica.
Si la unidad calienta y enfría entonces tendrá dos intercambiadores de calor, donde uno será una bobina que está conectada a una unidad de refrigeración para proporcionar la refrigeración y el otro será probablemente un intercambiador de calor de tubo conectado a un quemador de gas o un calentador eléctrico para proporcionar calefacción.
Alternativamente, una unidad podría proporcionar tanto calefacción como refrigeración utilizando una sola bobina que está conectada a una bomba de calor. Hemos cubierto las bombas de calor en un video anterior, haga clic aquí para ver eso.
La mayoría de las unidades utilizarán un sistema de refrigeración para proporcionar refrigeración. El compresor, el condensador, el ventilador y los controles suelen estar ubicados en la parte trasera de la unidad o en el lateral para rechazar el calor y mantenerlo alejado de la entrada y el aire acondicionado dentro de la unidad.
Si quiere saber más sobre los diferentes tipos de intercambiadores de calor utilizados y cómo funcionan, vea nuestro otro vídeo sobre intercambiadores de calor HVAC, haciendo clic aquí.
Después de las bobinas encontraremos el ventilador. Este suele ser un ventilador de tipo centrífugo accionado por correa pero también puede ser un ventilador de tipo EC que son más eficientes energéticamente. El ventilador aspira el aire desde el exterior y luego a través de las compuertas, los filtros y las bobinas lo empuja hacia los conductos para ser distribuido por el edificio.
Este es nuestro tipo más básico de unidad Rooftop. ¿Qué más podemos encontrar?
Algunas unidades pueden recircular el aire interno a través de un sistema de conductos de retorno. Esto se utiliza para ahorrar energía, especialmente en invierno, cuando el aire exterior está muy frío y el aire de retorno está caliente. Podemos usar esto para reducir la carga de calefacción mezclando algo de aire caliente de retorno con el aire fresco de entrada.
En este diseño encontramos una compuerta de aire de retorno en la unidad. Esta funcionará en sincronía con la compuerta de entrada y las dos variarán su posición para cambiar la mezcla de cuánto aire fresco y cuánto aire de retorno está pasando a través de la unidad. Siempre habrá una cierta cantidad de aire fresco entrando en este tipo porque, de lo contrario, el edificio simplemente se llenará de dióxido de carbono y creará una atmósfera insalubre. Cuando la compuerta se abre, la succión del ventilador atrae el aire de los conductos. Cuando la compuerta se cierra no entra aire.
Otra versión que nos encontraremos, y este tipo es muy común. En este diseño volvemos a tener la compuerta de aire de retorno, pero esta vez parte o todo el aire puede ser rechazado a la atmósfera. La temperatura del aire exterior y del aire de retorno, y a veces el nivel de CO2 del aire de retorno, dictarán cuánto aire será rechazado y cuánto será mezclado y recirculado. En este tipo de unidad, cuando la temperatura del aire exterior está por debajo o cerca de la temperatura interior deseada, el 100% del aire fresco puede ser soplado en el edificio y ninguno de ellos será recirculado, todo será rechazado a medida que se satisfaga la demanda de refrigeración, esto se conoce como ciclo de refrigeración libre o un ciclo economizador del lado del aire.
La última versión que veremos tiene una rueda de calor integrada en la unidad. Esto está creciendo en popularidad con la creciente necesidad de eficiencia energética en los edificios para reducir las emisiones de CO2, pero también los costos de energía y servicios públicos.
Esta unidad primero atrae el aire a través de la campana, la cantidad de aire que entra es controlada por la compuerta. A continuación, el aire pasa a través de un filtro para atrapar el polvo y la suciedad y proteger la superficie de la rueda de calor, luego pasa a través de la rueda de calor. La rueda de calor es un intercambiador de calor giratorio que recoge el calor residual o el frío del aire de descarga de retorno y lo transfiere al aire fresco entrante sin que los dos vapores de aire se mezclen. Estas ruedas de calor no son completamente herméticas, por lo que se produce un poco de mezcla de aire.
La rueda de calor se utiliza para compensar la demanda de calefacción y, a veces, de refrigeración cuando las condiciones son adecuadas, ahorrando energía y costes de servicios. Después de la rueda de calor el aire fluye a través de otro filtro. Justo antes del filtro tenemos una compuerta en la corriente de aire de retorno. Esto nos permite recircular parte del aire de retorno en el aire fresco y la cantidad se varía utilizando las compuertas. No todos los rtu de rueda de calor tienen esta característica, algunos sólo utilizan el 100% de entrada y salida de aire fresco. Si no tiene la opción de recircular entonces la unidad probablemente no tenga este segundo banco de filtros.
Después de esto el aire fluirá a través de los intercambiadores de calor que calientan o enfrían el aire a la temperatura deseada.
El ventilador entonces distribuirá el aire a través del edificio a través de la red de conductos a los lugares designados.
El aire de retorno es entonces arrastrado de nuevo a la RTU a través de la red de conductos de retorno. Una vez que vuelve a entrar en la RTU tiene la opción de recircular parte del aire de vuelta a la entrada de aire fresco, o bien todo pasará por un filtro y luego por la rueda de calor para capturar el calor residual.
Después de la rueda de calor podríamos encontrar un ventilador de extracción, o bien la presión causada por el ventilador principal de suministro puede ser utilizada para forzar la salida del aire, en algunos diseños.
El aire entonces pasa a través de la compuerta de extracción que se utiliza para variar el volumen de la mezcla de aire de retorno, así como la presión en el interior del edificio, después de que pasa a través de una rejilla que acaba de detener los objetos y la vida silvestre de entrar en la unidad donde luego será expulsado del sistema a la atmósfera.