Las unidades Fan & Coil se utilizan en los sistemas de acondicionamiento y climatización de tipo mixto, en edificios residenciales, locales comerciales y hoteles debido a su bajo costo y manejo más sencillo
Redacción, información de Innes Aire / Jorge Monroy, ilustración
La función principal de las unidades Fan & Coil es acondicionar el aire que pasa a través del intercambiador. Éste recibe el agua fría o caliente que se produce en el chiller o caldera, la cual, a su vez, se traslada a través de la tubería que se conecta a los serpentines; después, el ventilador impulsa el aire y lo obliga a pasar por el serpentín: en ese momento se genera la transferencia de calor entre el agua que pasó por la tubería y el aire que lo atraviesa, así es como este último toma la temperatura requerida para ser suministrado en la zona por acondicionar.
Es importante prever una correcta selección del termostato que se piensa utilizar, ya que éste se debe corresponder con el tipo de habitación. Por ejemplo, hay termostatos que permiten delimitar el rango de operación en cuanto a la temperatura; esto evita un sobreenfriamiento en la habitación o un gasto innecesario de energía.
Por el contrario, el control centralizado es un poco más complejo, ya que implica la instalación de válvulas de control en tuberías principales y en tuberías de suministro a las Fan & Coil. De igual manera, utiliza un sensor de temperatura para controlar las condiciones en el espacio.
Generar frío o calor a base de agua
- Si se alimentan con agua fría procedente de un refrigerador, sirven para refrescar el ambiente y proporcionan un aire seco y limpio, en poco tiempo y con una gran eficiencia energética
- Cuando se alimentan con agua caliente procedente de una bomba de calor o de una caldera común, proporcionan un calor agradable, de manera limpia y a un bajo costo
- Forman parte de los sistemas de climatización en edificios, oficinas, naves industriales y locales comerciales. Normalmente, los motores Fan & Coil se montan en falsos techos y ofrecen la posibilidad de apagar la ventilación de cualquier zona en todo momento, con lo cual ahorran una gran cantidad de energía
Se pueden utilizar dos tipos de válvulas en estos sistemas:
De dos vías.
Sirven para regular el caudal que requerimos suministrar al Fan & Coil. Se pueden controlar manualmente o de forma automatizada a través de un actuador. Estas válvulas servirán únicamente para suministrar agua fría o agua caliente al serpentín del equipo
De tres vías.
Cuentan con tres entradas y salidas. Los mecanismos de actuación de la válvula pueden dirigir el caudal de agua por una u otra salida, según se requiera, o bien, tomar fluido de una u otra entrada. También pueden servir para mezclar o separar el caudal de agua de dos direcciones, o el de dos procedencias, en proporciones determinadas. Cuando mezclan fluidos de dos entradas hacia una sola salida, se conocen como “mezcladoras” y cuando separan fluidos entre dos salidas, se llaman “partidoras”
Fabricación
Las unidades Fan & Coil se fabrican de dos maneras: con dos o con cuatro tubos. En el caso de la fabricación con dos tubos, uno de ellos se conecta a la tubería de suministro, mientras que en el otro se instala en la tubería de retorno; este equipo sólo puede brindar un servicio, ya sea de calefacción, ya sea de enfriamiento, de forma alternativa. Cabe destacar que los equipos de dos tubos varían dependiendo del número de hileras, y esta característica impacta directamente en la capacidad de enfriamiento.
Por su parte, los de cuatro hileras abaten más carga que los otros. El costo de cada una de las opciones que permiten será diferente; por ello, el dato de la carga por abatir es importante en el momento de seleccionar el equipo, ya que el tamaño del equipo se determinará en función de ésta, en toneladas de refrigeración.
En estos equipos, un par de tubos se utilizan para el suministro y retorno del servicio de calefacción, mientras que el otro par se usa para el suministro y retorno del servicio de enfriamiento; sin embargo, ambos deben controlarse para poder funcionar con cualquiera de los dos servicios (calefacción y enfriamiento), dependiendo la demanda en la habitación.
En el caso del enfriamiento, la división de hileras se conoce como “3 + 1”, pues una hilera se utiliza para agua de calefacción y las otras tres se ocupan del suministro de agua para el enfriamiento.
Componentes de los sistemas Fan and Coil
Serpentín. Se denomina serpentín o serpentina a un tubo que tiene, generalmente, forma de espiral. Se utiliza comúnmente para enfriar vapores provenientes de la destilación en un calderín y, con ello, condensarlos en forma líquida. Suelen ser de vidrio, cobre u otro material que conduzca el calor fácilmente. Este aparato se utiliza de diversas formas, pero tiene una mayor presencia en los laboratorios de química.
Los serpentines ya se utilizaban desde la antigüedad en la destilación de bebidas alcohólicas, aunque en la actualidad cualquier proceso de refinado de crudos o la obtención de un producto químico puede requerir uno, ya sea para enfriar, ya sea para calentar líquidos o gases.
Los calentadores de agua para el hogar que funcionan con gas butano llevan un serpentín que se expone a las llamas para calentar el agua que circula dentro. Asimismo, un aparato muy parecido es utilizado para esterilizar la leche, sometiéndola a un cambio brusco de temperatura, cuando pasa de un serpentín caliente a otro refrigerado en un tiempo muy corto.
Este elemento también forma parte de los equipos de aire acondicionado y de refrigeración, en los que funciona como un equipo intercambiador de calor. Con él, se ponen en contacto un refrigerante de baja temperatura, que circula en su interior, y el aire de retorno, que se encuentra caliente, pero que, de esta manera, se enfría. Después, se envía el aire de nuevo, mediante ductos transportadores, a las instalaciones. Con este proceso, la temperatura del aire mantiene un ambiente de confort.
Ventilador (Fan). Su función específica es transmitir con fuerza el aire que pasa por el intercambiador de calor.
Charola de condensados. Recolecta las condensaciones generadas por la temperatura del agua fría y la humedad relativa del espacio. Esta charola debe estar conectada a una red de drenaje para evitar que se derrame el agua de condensados sobre los plafones.
En los equipos Fan & Coil, se deben solicitar las entradas de las conexiones del lado que se requieran, ya sea derecho, ya sea izquierdo; esto se determina viendo el sistema de frente a la boca de descarga.Es de suma importancia determinar esta selección antes del momento de solicitar el equipo, para evitar inconvenientes al momento de la instalación.
Hay algunos modelos de Fan & Coil que son más prácticos; en ellos, se puede hacer el cambio del lado de las conexiones del serpentín directamente en campo, tarea que implica voltear dicho elemento y la charola de condensados. Ello se traduce en ahorrar tiempo y dinero, si es que no se tiene clara la cantidad de elementos que requerimos con las conexiones de lado derecho o izquierdo.
Cámara plena. Sistema de retorno de aire que funciona en un espacio ubicado entre el falso plafón y la losa. La inyección del aire se realiza, mediante ductos, en los diferentes espacios. Es necesario un cálculo previo de las dimensiones, para asegurar el volumen de aire requerido.
Instalación
Normalmente, la instalación de estos equipos está situada en el espacio que se encuentra entre el plafón y la losa, área que también se conoce como cámara plena.
Hay que considerar que, en este tipo de instalación, se tiene que colocar una rejilla o difusor para la inyección y otra para el retorno de aire a cámara plena, ya que de aquí es de donde el sistema toma el aire para poder acondicionarlo. Un ejemplo típico de instalación es el que se encuentra en construcciones hoteleras.
Al espacio destinado a la unidad Fan & Coil se le debe colocar una rejilla de inyección directamente en la boca de desfogue y una rejilla de retorno de aire debajo de éste.
Hay que tomar muchas medidas de precaución al instalar el sistema acondicionador de aire, y debe evitarse, a toda costa, dañar el sistema de control o la tubería. Por esto, es de suma importancia seguir los códigos y reglamentos de instalación.
Después de que se coloque el sistema, es necesario llevar a cabo una inspección minuciosa para asegurarse de que no haya problemas antes de arrancar el equipo, y revisar si hay sonidos o vibraciones anormales durante la operación.
Es necesario tener en cuenta lo siguiente:
- La instalación y el mantenimiento deben ser realizados por personas calificadas y que tengan experiencia en este tipo de equipo
- Antes de comenzar la instalación eléctrica, de acuerdo con el diagrama de cableado, hay que asegurarse de que el voltaje nominal de la unidad se corresponde con el de identificación
- La unidad debe estar puesta a tierra para evitar posibles peligros debidos a fallas del aislamiento
- Ninguno de los cables de la instalación eléctrica debe estar en contacto con la tubería refrigerante, el compresor o cualquier pieza móvil de los motores del ventilador
- No se debe instalar la unidad donde pueda haber fuga de gas inflamable. Si el agua se escapa y se acumula alrededor de la unidad, puede causar una ignición
- Comprobar que la tubería de desagüe está conectada correctamente; de lo contrario, se puede producir una fuga de agua
- Verificar que el panel de la unidad esté bien colocado después de cualquier reparación, puesto que un panel mal sujetado hará que la unidad haga ruido al funcionar
¿Cómo saber si la instalación es adecuada?
- Los elementos de fijación, así como la tarjeta de control de la unidad interior y exterior, están instalados en su sitio
- La tubería de refrigerante y el codo para retorno de aceite se encuentran instalados correctamente
- Los ductos instalados, así como sus juntas, puntos de unión y el aislante térmico, se encuentran en buenas condiciones
- Las rejillas de retorno, las de descarga y las de aire nuevo están correctamente instaladas
- El resto de los componentes fueron instalados de acuerdo con lo requerido
Mantenimiento
Es importante mencionar que el manteniento de estos equipos es significativo. Debe contemplarse llevar un registro de acceso para el mantenimiento y se debe tener especial cuidado con la limpieza del serpentín, puesto que éste debe estar libre de polvo, de incrustaciones o de cualquier partícula (como las fibras y otras) para evitar, con esto, suministrar aire contaminado al espacio. Se recomienda, también, colocar filtros para prevenir que el serpentín se ensucie constantemente y mantenerlo en condiciones de operación óptimas.
Cuando el acondicionador de aire opere anormalmente, esto podría deberse a una falla y se debe contactar a un técnico o distribuidor autorizado, pues esto ahorrará tiempo y recursos económicos.
Limpieza del filtro de aire y unidad interior
- Elimine el polvo adherido al filtro con una aspiradora o lavándolo en agua templada (a menos de 40 °C) con un jabón neutro
- Enjuague y seque el filtro antes de volverlo a colocar en la unidad
- No use gasolina, sustancias volátiles ni productos químicos para limpiar el filtro
Unidad de interior
- Limpie cualquier suciedad o polvo de la rejilla o el panel con un trapo suave empapado de agua tibia (a menos de 40°C) con una solución detergente neutra*
- No use gasolina, sustancias volátiles ni productos químicos para limpiar el interior de la unidad*
*Nota: Hacer esto al menos una vez cada dos semanas o con mayor frecuencia, si es necesario.
Tipos de unidades Fan & Coil
El Fan & Coil de techo regularmente no dispone de algún elemento de inyección y retorno de aire, así que éstos deben adquirirse de forma separada. La selección del elemento de distribución cobra una gran relevancia, ya que éste asegura las condiciones de confort en el espacio donde esté instalado. El direccionamiento del aire y la misma estética del cuarto también son aspectos por considerar.
Equipos de alta y baja presión. Los de alta presión pueden enductarse para dar servicio a más de un elemento de suministro. Los de baja no se pueden enductar y deberán contar con una rejilla de inyección instalada en la boca del Fan & Coil. Muchas veces, esto se pasa por alto, lo que resulta en una falta de eficiencia en el equipo debida a que no fue correctamente seleccionado. Para ambos, el retorno se considera a cámara plena.
Fan & Coil de consola o suelo. Su instalación está a la vista y dentro de la zona de ocupación. Dispone de una rejilla de inyección y otra de retorno frontal o inferior.
Fan & Coil de pared o minisplit
Fan & Coil de pared o minisplit. Al igual que el de piso, su instalación está a la vista y posee una rejilla de impulsión oscilante y una de retorno frontal.
Fan & Coil tipo cassette. Se empotra en el plafón y quedan a la vista únicamente las rejillas de impulsión perimetrales y la rejilla central utilizada para el retorno.
En repetidas ocasiones, el sistema Fan & Coil es confundido con un Split, ya que no se puede diferenciar a simple vista y sin ver el equipo por detrás, pues no hay diferencias estéticas notables entre ambos. La principal distinción es que el primero trabaja con aire y agua, que circula por las tuberías como refrigerante o calefactor, mientras que el segundo trabaja únicamente con aire y es el gas refrigerante el que circula por las tuberías.
La instalación combinada con una bomba de calor es la solución de mayor ahorro económico para dotar a una vivienda de calefacción y de refrigeración.
Normalmente, las unidades Fan & Coil climatizan un local o varios, conectándolos a una red de tuberías que le proporcionan la energía térmica (calor o frío), y tienen un sistema de regulación propio: por lo general, un termostato Todo o Nada. Pueden tener distintos diseños incluyendo el horizontal (montaje en cielorraso) y vertical (montaje como consola en el suelo).
Debido a su sencillez, son más económicos de instalar que un sistema de climatización por conductos de aire con unidad de tratamiento del aire (UTA). Sin embargo, éstos no regulan perfectamente la humedad ambiente y pueden causar ruidos, dado que el ventilador está en el mismo local climatizado.
Al momento de hacer la selección de un Fan & Coil, es necesario tomar en cuenta la carga térmica que necesitamos abatir, así como la temperatura deseada en el espacio y el diferencial de temperatura que existe entre la entrada del agua y la salida. Las tablas de la mayoría de los fabricantes se refieren al estándar Eurovent, por tanto, hay que hacer las correcciones necesarias para poder seleccionar de manera adecuada el equipo requerido.
