Calefacción, ventilación y aire acondicionado


Calefacción, ventilación y aire acondicionado ( HVAC ) [1] es el uso de varias tecnologías para controlar la temperatura , la humedad y la pureza del aire en un espacio cerrado. Su objetivo es proporcionar confort térmico y una calidad de aire interior aceptable . El diseño del sistema HVAC es una subdisciplina de la ingeniería mecánica , basada en los principios de termodinámica , mecánica de fluidos y transferencia de calor . En ocasiones, se agrega " Refrigeración " a la abreviatura del campo como HVAC & R o HVACR., o "ventilación" se cae, como en HACR (como en la designación de interruptores automáticos con clasificación HACR ).

El HVAC es una parte importante de las estructuras residenciales, como viviendas unifamiliares, edificios de apartamentos, hoteles e instalaciones para personas mayores; edificios industriales y de oficinas medianos a grandes, como rascacielos y hospitales; vehículos como automóviles, trenes, aviones, barcos y submarinos; y en ambientes marinos, donde se regulan las condiciones seguras y saludables de la edificación con respecto a la temperatura y la humedad, utilizando aire fresco del exterior.

Ventilación o ventilación (la "V" en HVAC) es el proceso de intercambio o reemplazo de aire en cualquier espacio para proporcionar una alta calidad de aire interior que implica control de temperatura, reposición de oxígeno y eliminación de humedad, olores, humo, calor, polvo, aire bacterias, dióxido de carbono y otros gases. La ventilación elimina los olores desagradables y la humedad excesiva, introduce aire exterior, mantiene la circulación del aire interior del edificio y evita el estancamiento del aire interior. Los métodos para ventilar un edificio se dividen en mecánicos / forzados y naturales . [2]

Las tres funciones principales de calefacción, ventilación y aire acondicionado están interrelacionadas, especialmente con la necesidad de proporcionar comodidad térmica y una calidad de aire interior aceptable dentro de costos razonables de instalación, operación y mantenimiento. Los sistemas HVAC se pueden utilizar tanto en entornos domésticos como comerciales. Los sistemas HVAC pueden proporcionar ventilación y mantener las relaciones de presión entre los espacios. El medio de suministro y extracción de aire de los espacios se conoce como distribución del aire de la habitación . [3]

En los edificios modernos, los sistemas de diseño, instalación y control de estas funciones están integrados en uno o más sistemas HVAC. Para edificios muy pequeños, los contratistas normalmente estiman la capacidad y el tipo de sistema necesario y luego diseñan el sistema, seleccionando el refrigerante apropiado y los diversos componentes necesarios. Para edificios más grandes, los diseñadores de servicios de construcción, ingenieros mecánicos o ingenieros de servicios de construcción analizan, diseñan y especifican los sistemas HVAC. Luego, los contratistas y proveedores mecánicos especializados fabrican, instalan y ponen en servicio los sistemas. Normalmente se requieren permisos de construcción e inspecciones de cumplimiento de los códigos de las instalaciones para todos los tamaños de edificios.

Aunque la HVAC se ejecuta en edificios individuales u otros espacios cerrados (como la sede subterránea de NORAD ), el equipo involucrado es en algunos casos una extensión de una red más grande de calefacción de distrito (DH) o de enfriamiento de distrito (DC), o una red de DHC combinada. En tales casos, los aspectos de operación y mantenimiento se simplifican y la medición se vuelve necesaria para facturar la energía que se consume y, en algunos casos, la energía que se devuelve al sistema más grande. Por ejemplo, en un momento dado, un edificio puede estar utilizando agua helada para el aire acondicionado y el agua caliente que devuelve puede usarse en otro edificio para calefacción, o para la parte de calefacción general de la red DHC (probablemente con energía agregada para impulsar). la temperatura). [4][5] [6]


Unidad de HVAC en la azotea con vista de la ventilación de entrada de aire fresco
Conducto de ventilación con difusor de salida. Estos se instalan en todo el edificio para mover el aire hacia adentro o hacia afuera de las habitaciones. En el medio hay un regulador para abrir y cerrar el respiradero para permitir que entre más o menos aire en el espacio.
El circuito de control en una instalación HVAC doméstica. Los cables que se conectan al bloque de terminales azul en la parte superior derecha de la placa conducen al termostato . La caja del ventilador está directamente detrás de la placa y los filtros se pueden ver en la parte superior. El interruptor de enclavamiento de seguridad está en la parte inferior izquierda. En el medio inferior está el condensador .
Unidad de calefacción central
Extractor de ventilación HVAC para un edificio de 12 pisos
Ventilación en el sistema de tiro descendente , por impulsión, o el principio 'plenum' , aplicado a las aulas (1899)
Un diagrama estilizado simple del ciclo de refrigeración: 1)  serpentín de condensación , 2)  válvula de expansión , 3)  serpentín del evaporador , 4)  compresor
Unidad de tratamiento de aire , utilizada para calentar, enfriar y filtrar el aire