La tecnología inverter

Considerada una buena propuesta para contribuir al ahorro energético y el cuidado del medioambiente, la tecnología inverter cuenta con características ampliamente recomendables a consecuencia de los beneficios que ofrece

Hilario de Jesús Sánchez

Esta tecnología es un sistema de caudal variable de refrigerante (CVR), el cual consiste en una condensadora con compresor que se acelera mediante un control de potencia denominado inverter. Cada condensadora puede manejar varias unidades interiores; con algunas marcas hasta cincuenta unidades. Esto permite al sistema mantener un equilibrio permanente entre la demanda calculada y la capacidad dada al instante por cada unidad interior. Con el control de la frecuencia de la corriente, de acuerdo con el ajuste de la temperatura y las condiciones del aire exterior, el rendimiento eficiente de energía es un hecho.

Cuando el sistema requiere menos poder, la frecuencia se reduce, lo que provoca que el consumo de electricidad sea menor y, por consiguiente, el costo de operación disminuya. El control inversor reduce la velocidad de rotación del compresor cuando la carga en el acondicionador es baja; es equivalente a utilizar un compresor pequeño con un intercambio grande de calor. Las unidades interiores, cuando trabajan con el sistema CVR, pueden modificar su carga térmica; así, son capaces de trabajar hasta cuatro veces su capacidad nominal de carga (ver imagen 1).

La tecnología se aplica sobre el motor del compresor, lo que permite al equipo modificar la potencia térmica suministrada para adaptarse a la demanda de cada instante (no tienen un pico de arranque). Su arranque sólo equivale a 10 por ciento de lo que usan otros sistemas.

El control LEV (válvula de expansión lineal) ajusta automáticamente el volumen de refrigerante que fluye a través del acondicionador de aire, de acuerdo con la carga de aire por enfriar. Cuando la carga es baja, la aguja cae, haciendo más angosto el pasaje del flujo y disminuyendo el volumen necesario de refrigerante.

En este concepto simple pero efectivo, la circulación del refrigerante es optimizada para facilitar una operación más económica. Hay varios modelos de unidades interiores que podemos utilizar con esta tecnología, desde decorativos hasta tradicionales (ver imagen 2).

Características

• Asegura que el ambiente sea ideal, ni demasiado frío ni demasiado caliente. La tecnología de inversión permite al acondicionador detectar fluctuaciones sutiles en la temperatura y ajustarse de manera automática, a diferencia de las unidades de aire acondicionado convencionales, que deben arrancar y detenerse constantemente. Esta característica permite una operación de ajuste muy fino, evitando variaciones de temperatura. Brinda ahorros de entre 40 y 60 por ciento, comparado con sistemas convencionales (compresor de arranque fijo).
• Control de capacidad de 10 a 100 % continuo, en unidad exterior, y de 25 a 100 % continuo, en unidad interior. Algunos equipos de tecnología avanzada normalmente manejan tres sensores en unidad interior que controlan la temperatura del refrigerante antes de la expansión, después de la expansión y del área de confort.
• Sistema modular que es fácil de diseñar; su instalación es sencilla y genera ahorro en costos de construcción en la etapa de anteproyecto, debido a que se requiere menos tubería para su conexión; menor costo en la instalación eléctrica (unidades interiores independientes de las exteriores); no se necesita cuarto de máquinas (ahorro de espacio); no es necesario tener un operador (función inteligente, diferentes tipos de control individuales o centralizados); sistema múltiple inteligente; la unidad exterior puede controlar varias unidades interiores (enfriamiento y calentamiento al mismo tiempo), y zonificación de áreas completa: control ambiental preciso (± 0.5 °C de exactitud).
• Cuentan con autodiagnóstico y código de fallas, reduciendo el costo de mantenimiento técnico. Por ejemplo, durante el verano, la velocidad del compresor es ajustada automáticamente al máximo nivel, que es 30 por ciento más rápida que la de los modelos no inversores. De esta manera, el ambiente necesita menos tiempo para enfriarse y menos consumo energético. En los sistemas VRF más avanzados, el ahorro energético es una de sus mayores cualidades, puesto que su consumo puede reducirse dramáticamente y puede resultar muy notorio para el usuario (hasta 60 %, en comparación con sistemas convencionales, y hasta 40 % contra cualquier otro sistema de flujo de refrigerante variable). Consumos entre 0.4 y 0.5 kW/Ton/h.

Transporte térmico
Una vez producida la energía térmica, debe llevarse al punto de tratamiento de aire (UTA) o a las terminales mediante agua por tuberías (de acero, cobre o materiales plásticos) y, en ocasiones, también mediante fluido refrigerante.

En el caso de la tecnología inverter, se utiliza refrigerante R410A, con lo que se evita el peso molecular. Con la simple fuerza del compresor es posible abarcar grandes distancias, lo que evita complicaciones para su desplazamiento. Al conducir de esta manera el calor latente, se ganan 49 kilocalorias sobre kilogramo; diez veces más que con el sistema normal (ver tabla 1).

El cálculo térmico se hace en las peores condiciones ambientales. Esto sólo ocurre en 2.5 por ciento de la duración del funcionamiento, puesto que el sistema permanece encendido todo el tiempo; no hay picos de arranque. Los sistemas inverter de quinta o sexta generación con variación lineal (86 etapas del compresor) son los únicos de su tipo con arranque suave.

Refrigerante R410A
El R410A es una mezcla al 50 por ciento de R32 y R125. Sus componentes son inofensivos para la capa de ozono. El potencial de destrucción del ozono (ODP) del R410A es 0; el del R22, 0.055; el efecto invernadero directo (GWP) es de 1 mil 740, prácticamente igual que el del R22, que es 1 mil 700. El rendimiento en climatización con R410A es superior al que se alcanza con R22. Las presiones a las que se trabajan con R410A son entre 50 y 60 % más altas que las del R22.

Ventajas para el usuario
Ofrece máximo nivel de confort y operación. El usuario escoge las condiciones ambientales por cada zona de manera independiente; reduce el tiempo necesario para alcanzar las condiciones deseadas (set-point) y mantiene la temperatura de cada zona a ± 0.5 °C de precisión. Los sistemas más avanzados tienen control total por internet o building managment. El control permite:

• Modo de funcionamiento (calefacción, refrigeración, automatización)
• Nivel de temperatura, flujo de aire, ajuste de inyección (vane o aletas)
• Programación de horarios
• Autodiagnóstico de operación y fallas
• Ahorro de espacio, tiempo y energía
• Espacios en anteproyectos
• Bajo costo de operación
• Ahorros energéticos de hasta 60 % comparado con sistemas convencionales y 40 % con sistemas similares
• Funcionamiento simple
• Las modificaciones de las zonas no requerirán cambios en la secuencia de las líneas de señal
• Los accesorios existentes para la conexión de las tuberías facilitan y aceleran el tiempo de instalación por ser conexiones comerciales
• Montaje modular

Ventajas para el arquitecto o diseñador

• Mayor ahorro en espacios para ser reutilizados en anteproyecto
• Flexibilidad en el diseño
• La mayor longitud de tuberías de refrigerante del mercado
• Versatilidad del sistema que permite combinaciones entre evaporadores, controles individuales, controles de grupos o controles centralizados
• Algunas marcas tienen control de capacidad de las unidades interiores entre 25 y 100 % de su valor nominal
• Facilita el diseño cuando no se conocen exactamente las cargas térmicas
• Por medio del programa “Design Tool” y “Request-M”, se facilita y agiliza el diseño y presentaciones

Ventajas para el instalador

• Instalación rápida y sencilla
• Algunas marcas únicamente requieren dos tubos de refrigeración, lo que reduce el costo y tiempo de instalación, el cual se ramifica de acuerdo con el diseño
• El sistema de control sólo utiliza dos cables blindados sin polaridad ni secuencia, evitando errores y minimizando el tiempo de conexión
• Las unidades interiores y exteriores tienen función de autodiagnóstico, de manera que proporcionan, en caso de avería, la información necesaria para conocer la localización y las características de la falla, agilizando la reparación del servicio en menos tiempo.

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Hilario de Jesús Sánchez Cime

Ingeniero Electromecánico. Se inició en Mexicana de Climas entre 1997 y 1998. En 1999, formó su propia empresa, la cual continúa hasta la fecha. Firma contrato en el 2000 con LG Electronics México como Centro de Servicio Autorizado. En 2007, es contratado como Subdistribuidor de Mitsubishi Electric y colabora como Centro de Servicio a escala nacional. Es Coordinador del Centro de Capacitación de Inproambient México (Mitsubishi Climas de México). En agosto de 2012, fue autorizado por Mitsubishi Electric (EUA) como capacitador para México y Latinoamérica.