Sistemas VRF para aplicaciones especiales

Los beneficios de los sistemas de flujo de refrigerante variable (o VRF, por sus siglas en inglés) han incrementado de manera exponencial la popularidad de la tecnología en los últimos años. Los sistemas VRF se basan en la tecnología de bomba de calor por expansión directa, que se construye bajo el llamado ciclo de Rankine reverso de uso estándar para compresión de vapor.

En comparación con otros sistemas de expansión directa, el VRF se diferencia por la posibilidad de contar con múltiples unidades interiores conectadas a una unidad exterior común; por su escalabilidad, por su control distribuido y por la capacidad de brindar calor y frío de manera simultánea, además de ser flexibles y sumamente eficientes (aproximadamente 30 por ciento más eficientes que un sistema tradicional de enfriadores de agua).

Hoy por hoy, los usuarios de estos sistemas disfrutan del confort que brinda, debido a una deshumidificación excepcional y un control de temperatura que se adapta rápidamente a los cambios de clima, con una operación muy silenciosa, que además aporta ahorros económicos sustanciales a los usuarios, si se compara con los sistemas convencionales de compresores On / Off.

Y aunque el VRF se ha convertido rápidamente en el sistema preferido por los usuarios, su evolución continúa. Inició abriéndose mercado en oficinas y aplicaciones residenciales, ubicadas principalmente en edificios verticales. Actualmente, participa de manera sólida en proyectos con aplicaciones especiales, como hospitales, teatros, centros comerciales, etcétera, donde se requiere manejar grandes volúmenes de aire, vencer altas caídas de presión externa, inyectar aire nuevo y proveer una filtración de aire especializada, entre otros aspectos.

En aplicaciones comunes, el sistema VRF está conformado por unidades exteriores (condensadoras) y unidades interiores (evaporadoras), las cuales están diseñadas para ofrecer confort en un área determinada. En una aplicación especial, además de que brinda confort al espacio en cuestión, el equipo o sistema debe contar con la capacidad de proveer requerimientos específicos. Por ejemplo, en el caso de un quirófano de hospital, el sistema deberá ofrecer filtración de aire especializada, debido a que las condiciones de vulnerabilidad en las que se encuentran los pacientes exige un control de partículas estricto para salvaguardar su salud; mientras que en un teatro, el sistema deberá velar porque la inyección de aire nuevo se mantenga constante, a fin de cumplir con las exigencias de humedad y temperatura que requiera.

Para las denominas aplicaciones especiales, hay diferentes tipos de sistemas que pueden cumplir con las necesidades de climatización. Típicamente, se utilizan sistemas de generación de agua helada (chiller), con unidades manejadoras, aunque también está la opción de sistemas de expansión directa uno a uno de grandes dimensiones. En los sistemas VRF, con la inclusión de las manejadoras de aire para aplicaciones especiales, es posible brindar una mejor alternativa en términos de eficiencia, operatividad y retornos de inversión, parámetros básicos que se consideran durante la selección de equipos y el desarrollo de un proyecto nuevo.

Beneficios del sistema VRF

Cualquier proyecto puede obtener beneficios significativos mediante el uso de la tecnología VRF. La eficiencia operativa y un moderno diseño modular son sólo el comienzo. El diseño modular del VRF se traduce en ahorros de energía superiores, que da a sus ocupantes la opción de enfriamiento o calefacción en las zonas en uso. Un sistema VRF proporciona deshumidificación excepcional y control de temperatura, que puede adaptarse rápidamente a las variaciones de carga.

  • Diseño eficiente. Sin necesidad de utilizar grandes ductos de distribución, el sistema elimina las pérdidas inevitables que se presentan en otro tipo de sistemas. Además, con el uso de compresores tipo scroll, intercambiadores de calor especialmente diseñados y tecnología inverter, el sistema minimiza el consumo de energía a niveles que solían ser inalcanzables por otros sistemas
  • Sustentabilidad. La comunidad de arquitectura e ingeniería en México está adoptando un enfoque de diseño equilibrado o sustentable, que toma en cuenta la energía, el consumo de agua, los costos de mantenimiento periódico, el impacto del desarrollo en el medioambiente, adicional al costo inicial del edificio como factores igualmente importantes en el desarrollo de edificios sustentables de alto rendimiento, que aumentará el valor de su edificio. Dicho de otro modo, los sistemas VRF contribuyen a obtener puntos para los programas de certificación, como es el caso del esquema Leadership in Energy and Environmental Design (LEED)
  • Fácil de manejar. En los sistemas VRF el control o la automatización está incluida para su operación individual. Además, cuenta con diferentes opciones de control centralizado para el sistema de automatización de edificios (BAS, por sus  siglas en inglés)
  • Diseño con estilo. Las unidades interiores están disponibles en una amplia gama de estilos para adaptarse a cualquier diseño de interiores. Hay diferentes tipos, incluyendo unidades tipo cassette, que se montan a ras del techo, unidades tipo fan & coil, que se ocultan completamente en plafón, y las unidades montadas en la pared con acabado de espejo, que se adaptan a cualquier tipo de decoración. Ofrece un diseño estético sin igual
  • Operación silenciosa. Trabajar sin distracciones. Dormir sin ruido. Con unidades interiores (evaporadoras) que pueden funcionar a niveles de 23 decibeles (A) y unidades exteriores (condensadoras) que a 50 decibeles (A) e, inclusive, a niveles inferiores en modo silencioso de noche, Multi V crea un ambiente cómodo tan silencioso que es casi imperceptible

El crecimiento que ha vivido la tecnología lo coloca ante una gama de posibilidades de mercado muy positivas en México. Afortunadamente, la conciencia por el cuidado del medioambiente es cada vez mayor, razón por la cual el crecimiento de los sistemas VRF en el país ha sido sostenido en los últimos años con registros de doble dígito, sobre todo debido al porcentaje de eficiencia que el sistema brinda (alrededor de 30 por ciento) en comparación con sistemas de agua helada.

Gracias a los desarrollos más recientes, y a la línea de productos con la que se cuenta actualmente, es posible cubrir prácticamente cualquier proyecto, sin importar su tamaño o capacidad.

Es importante mencionar que la especificación completa de un sistema de VRF requiere una planeación cuidadosa durante la etapa de diseño, así como un análisis detallado de las necesidades del proyecto y de los perfiles de carga de enfriamiento y calefacción anuales del edificio, antes de que se seleccione el equipo. Ello se debe a que cada sistema se diseña y opera bajo condiciones particulares.

Para calcular adecuadamente el retorno de inversión, la evaluación debe considerar de manera individual cada proyecto, incluyendo, entre otros elementos, los costos de capital inicial y los costos de operación durante su ciclo de vida. En el segundo caso, se deben evaluar tres variables principales: el costo anual de operación, el costo de mantenimiento periódico y el costo por reemplazo de sistemas.

La mayoría de los fabricantes de VRF ofrece un periodo de vida para los sistemas base aire de entre 15 y 20 años, y de entre 20 y 25 años para los sistemas base agua. En nuestra experiencia, el promedio de retorno de inversión al utilizar sistemas VRF vs sistemas de generación de agua helada (chiller), con compresores convencionales On / Off, fluctúa entre uno y tres años.

En lo que respecta al mantenimiento, las unidades interiores requieren inspección visual periódica y reemplazo de filtros de aire programado, mientras que en las unidades exteriores habrán de realizarse inspecciones rutinarias a elementos clave, como compresor o intercambiador de calor. No obstante, la periodicidad dependerá de las condiciones del ambiente, si bien el costo de mantenimiento debe considerarse dentro del estudio de retorno de inversión.

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Gerardo Álvarez
Director de Sistemas de Aire Acondicionado LG Electronics México.

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