Un sistema VRF (volumen de refrigerante variable) es un equipo de aire acondicionado que ajusta la velocidad de los compresores en función de la demanda de aire. Así controla la temperatura de un espacio y reduce el consumo de energía.
Por sus características, los sistemas VRF son ideales para aplicaciones comerciales en las que se requiere regular de forma independiente la temperatura de múltiples áreas o habitaciones.
¿Qué es un VRF en aire acondicionado?
Los sistemas de climatización con volumen de refrigerante variable permiten controlar la temperatura de diversas zonas o habitaciones de manera independiente, utilizando un único sistema centralizado. El flujo de refrigerante se ajusta según la demanda y se envía desde la unidad exterior hasta las unidades interiores según lo requiera cada espacio.
Este tipo de tecnología es particularmente útil en aplicaciones donde las cargas térmicas son variables, ya que el equipo se adapta a las necesidades específicas de cada momento.
¿Cómo funcionan los sistemas VRF?
Un aire acondicionado VRF funciona con 4 fases: compresión, condensación, expansión y evaporación. Cada una cumple una función específica dentro del proceso de regulación térmica.
1. Compresión:
En la etapa de compresión, que sucede en la unidad exterior del sistema para equipos VRF, la presión del fluido refrigerante aumenta y el compuesto usado queda listo para liberar calor, que se utilizará para el intercambio térmico.
¿Qué tipo de gas utilizan los aires acondicionados?
Los equipos de aire acondicionado residenciales modernos suelen funcionar con refrigerante R32. Sin embargo, en equipos VRF es común el uso del R410A por su alta eficiencia para absorber y liberar calor.
Los avances en tecnología llevan a la industria a adoptar el uso del R32 en equipos de mayor capacidad, como los VRF, por su menor impacto ambiental, facilidad de reciclaje y seguridad.
El refrigerante sale del compresor y entra en el condensador en un proceso para el que se suele utilizar un motor eléctrico. En esta parte del proceso se dan:
- La entrada al compresor: El ciclo de refrigeración comienza cuando el refrigerante, que absorbió calor durante la fase de evaporación, entra en el compresor. En este punto, el refrigerante está en estado gaseoso y a baja presión.
- Aumento de la presión y temperatura: El compresor, un dispositivo mecánico, comprime el refrigerante y aumenta su presión significativamente. Esto también aumenta la temperatura del refrigerante por la relación directa entre presión y temperatura en los gases.
- Salida del compresor: Después de la compresión, el refrigerante sale del compresor como un gas caliente a alta presión. Está listo para entrar en la siguiente fase del ciclo, la condensación.
- Preparación para la condensación: Con la compresión se aumentan la presión y la temperatura del refrigerante lo suficiente como para que, al pasar por el condensador, pueda ceder su calor al ambiente exterior y cambiar de estado (de gas a líquido).
2. Condensación
A grandes rasgos, el condensador es un intercambiador de calor. Este proceso también tiene lugar en la unidad exterior de los VRF.
A medida que el refrigerante fluye a través del condensador, se mantiene a una presión constante. En la condensación tienen lugar:
- El refrigerante sale del compresor: Después de que el refrigerante fue comprimido en la fase anterior, sale del compresor como gas a alta presión y temperatura. El gas caliente es dirigido al condensador.
- Transferencia de calor al exterior: En el condensador, el refrigerante libera su calor al ambiente. Esto ocurre comúnmente a través de un ventilador que expulsa aire a través de las aletas del condensador, o por agua si el sistema la utiliza.
- Cambio de fase de gas a líquido: A medida que el refrigerante pierde calor y su temperatura baja, cambia de estado para pasar de gas a líquido. Esto ocurre sin que se altere la presión del refrigerante (que se mantiene alta), pero se reduce su temperatura
- Recolección del refrigerante líquido: Una vez que el refrigerante se convirtió completamente en líquido, se recoge en el acumulador o directamente se dirige hacia la válvula de expansión para iniciar el ciclo nuevamente.
3. Expansión
Cuando el refrigerante entra en la válvula de expansión, que suele estar en las unidades interiores, la presión se reduce, el gas se expande y la temperatura baja. Así se produce el enfriamiento.
Por los cambios, el refrigerante sale de la válvula como una mezcla de líquido y vapor. La válvula cumple dos funciones:
- Mantener un diferencial de presión entre las partes del sistema.
- Controlar la cantidad de refrigerante líquido que entra en el evaporador.
En la fase de expansión se producen:
- La entrada del refrigerante a la válvula de expansión: Después de pasar por el condensador, donde cambia de gas caliente a líquido a alta presión, el refrigerante líquido entra en la válvula de expansión. En este punto, está a alta presión y temperatura.
- Reducción de presión: La válvula de expansión regula el flujo del refrigerante y reduce su presión cuando lo libera en el evaporador. Es la acción más importante en la fase de expansión.
- Disminución de temperatura: A medida que la presión del refrigerante baja cuando sale de la válvula de expansión, la temperatura también disminuye. Una pequeña parte del refrigerante puede evaporarse, pero casi todo se mantiene líquido, a baja temperatura y presión.
- Entrada al evaporador: El refrigerante entra a baja presión y temperatura en el evaporador para comenzar la fase de evaporación. En esta etapa absorberá calor del ambiente para cambiar de estado.
4. Evaporación
Ocurre en las unidades interiores del aire acondicionado. El refrigerante está a una temperatura más baja que su entorno. Por eso se evapora y absorbe el calor latente de vaporización. La extracción de calor ocurre a baja presión y temperatura.
El calor latente de vaporización es la cantidad de energía necesaria para convertir una sustancia del estado líquido al estado gaseoso sin cambiar su temperatura.
Por ejemplo, cuando el agua hierve absorbe calor latente de vaporización para pasar de líquido a vapor, manteniéndose a 100°C (a nivel del mar) durante el proceso.
En la fase de evaporación sucede:
- Entrada del refrigerante: El refrigerante entra al evaporador en estado líquido, a baja presión y temperatura.
- Absorción de calor: Dentro del evaporador, el refrigerante líquido absorbe el calor del aire que se enfriará. Como el evaporador está diseñado para maximizar la superficie de contacto entre el refrigerante y el aire caliente, se facilita la transferencia de calor.
- Cambio de estado: A medida que el refrigerante absorbe calor, su temperatura se mantiene constante (en el punto de evaporación) hasta que empieza a cambiar de estado. Con el calor que absorbe se transforma en gas.
- Salida de vapor: Cuando el refrigerante se evapora completamente, sale del evaporador como vapor a baja presión y llega al compresor. Allí se comprime para continuar el ciclo de refrigeración.
Ahora que conoces en detalle el funcionamiento de los sistemas VRF para climatización, puedes definir si son la solución que buscas como equipos de aire acondicionado.
En Resurtidora de Aire y Calefacción contamos con los equipos que necesitas y personal experto en los sistemas de climatización más utilizados. No dudes en contactarnos en cualquiera de nuestras sucursales para conocer más de los servicios que te ofrecemos.
