Manteniment bàsic de les instal·lacions d’edificis

Tots els elements, en funció de la seva temperatura, es poden presentar en els tres estats:

• Sòlid
• Líquid
• Gasós

Perquè un element canviï d’estat, caldrà aplicar o extreure una determinada quantitat de calor, denominada calor latent. Aquest terme fa referència a la quantitat de calor per unitat de massa necessària per produir el canvi d’estat en un element.

En aquest mateix sentit, s’ha d’observar que:

• Quan un element rep o perd calor, la seva temperatura augmenta. No obstant això, quan aquest element canvia d’estat, absorbeix o cedeix calor sense que canviï la seva temperatura.
• Mantenint la pressió constant, tots els elements pateixen un canvi d'estat a una determinada temperatura, tot i que, amb la variació de la pressió, la temperatura de canvi d’estat variarà proporcionalment a aquesta; és a dir, si al nivell del mar l’aigua s’evapora a 100ºC i es congela a 0º, disminuint la pressió, l’aigua s’evaporarà a una temperatura inferior i es congelarà a una temperatura superior. Al contrari, si augmentem la pressió, l’aigua s’evaporarà a una temperatura superior i es congelarà a una temperatura inferior.
• En les mateixes condicions, la quantitat de calor absorbida o alliberada en el canvi d'estat serà igual, independentment del sentit en què es produeixi. És a dir, si per convertir l’aigua en gel és necessari alliberar una quantitat de calor de 80 kcal/kg, per convertir el gel en aigua, es requereix aportar una quantitat de calor equivalent (80 kcal/kg).

L'energia tèrmica flueix de forma natural des d’un punt calent cap a un de fred. Una refredadora és una màquina tèrmica que treballa en sentit invers, aportant calor des d’un punt fred cap a un punt més calent, de la mateixa manera que una bomba quan eleva aigua i la impulsa des d'un nivell inferior a un superior, contràriament al sentit natural de la circulació d’aquesta, que seria descendent.

Aquest fet permet que una nevera pugui extreure calor de l’espai interior cap a l’ambient exterior, tot i que aquest últim estigui a més temperatura.

Un circuit frigorífic és un circuit tancat pel qual discorre refrigerant, que absorbeix calor de l’evaporador (zona freda) i cedeix calor al condensador (zona calenta).

La base del funcionament d’un circuit frigorífic serà l’aprofitament del canvi d’estat d’un refrigerant com a element de transferència de calor. Per això, aquest refrigerant ha de tenir la capacitat d'absorbir calor a baixa pressió i baixa temperatura i cedir-lo a alta pressió i alta temperatura.

El principi de funcionament d’un circuit frigorífic es pot resumir en 4 fases:

• Fase 1. Evaporació: El procés de refrigeració s’inicia en l’evaporador, que és la part del circuit frigorífic que està en contacte amb l'ambient que es vol refredar. En aquesta part del circuit, el fluid refrigerant que hi ha a l’interior absorbeix calor i s'evapora fàcilment, amb la qual cosa l’ambient que està en contacte amb aquesta part del circuit es refredarà. Per tant, el refrigerant està absorbint calor a baixa temperatura i baixa pressió i canvia d'estat, de líquid a gas. S’evapora.
• Fase 2. Compressió: De l'evaporador, el gas refrigerant surt a baixa pressió i, en passar pel compressor, aquest n’augmenta la pressió, amb el consegüent augment de temperatura.
• Fase 3. Condensació: Una vegada que s'aconsegueix elevar la pressió i la temperatura del gas refrigerant, aquest passa a la part del circuit que s’anomena condensador. En aquesta part del circuit, el gas refrigerant es transforma en líquid, és a dir, es condensa cedint a l'ambient la calor adsorbida a l’evaporador. Per tant, el refrigerant està cedint calor a alta temperatura i alta pressió i canvia d'estat, de gas a líquid. Es condensa.
• Fase 4. Expansió: Per poder reiniciar el cicle, cal que el fluid refrigerant en estat líquid a alta pressió la disminueixi per obtenir gas refrigerant en les condicions inicials, és a dir, a baixa pressió i a baixa temperatura. Per això, abans de l’evaporador, hi ha una vàlvula d'expansió que produeix una brusca expansió del fluid refrigerant, que provoca que una part del fluid s’evapori i es refredi bruscament.

En tota transformació d'energia, una part de l'energia disponible es perd en el procés, de manera que només serà aprofitada una part de l'energia total aportada al sistema, que identificarem com a rendiment (η) i sempre serà inferior al 100%.

Una bomba de calor és una màquina tèrmica reversible que no transforma una font d’energia en calor. Únicament transporta calor en sentit invers al procés natural de transferència de calor, és a dir, aporta calor des d’un punt fred cap a un altre punt més calent.

Per tant, el seu rendiment s’avalua en funció de l’eficàcia en el transport de calor d’un focus fred a un de calent, és a dir, de quantes unitats d’energia tèrmica és capaç de transportar per cada unitat d’energia elèctrica consumida. Aquest factor de rendiment s’anomena coeficient d'operació de la màquina (COP), Coeficient of Performance. Habitualment serà superior a 1 (100%) i és la resultant de l’equació següent:

L’objecte d’una instal·lació de climatització és proveir l’edifici de les condicions de confort, pel que fa a temperatura, humitat ambiental i ventilació, i compensar les pèrdues o els guanys assolits de forma natural pel mateix edifici.

Les instal·lacions de climatització habitualment estan formades per:

• un o diversos generadors,
• un circuit de distribució i
• uns emissors de calor que generalment treballen a baixa temperatura.

Una instal·lació de climatització comença amb el generador (el climatitzador), que és un equip destinat a transportar energia en forma de calor d'un ambient (exterior o interior) a un altre. Aquest procés es genera a través del canvi d'estat de gas a líquid d'un refrigerant amb l’ajuda d'un compressor.

Els climatitzadors més habituals són els que s’anomenen bombes de calor, que són circuits frigorífics reversibles, en els quals es canvia el sentit de la circulació del refrigerant per mitjà d’una vàlvula de 4 vies, que canvia el sentit de transmissió de la calor de l’interior a l’exterior o de l’exterior a l’interior, és a dir, aportant o extraient calor de l’edifici.

Actualment hi ha diverses solucions per a la distribució de la climatització, en funció de l’element de transmissió tèrmica que s’utilitzi en la generació i la distribució de la climatització. En destacarem els següents:

• Sistema tot aire. En un sistema tot aire, s’aporta un cabal d’aire exterior que és tractat en el climatitzador per tal d’aconseguir les condicions de confort de l’edifici, i es distribueix per mitjà de conductes d’aire que desemboquen en les unitats emissores de difusió (difusors i reixetes), que en certs casos disposen d’un sistema de control de la quantitat d’aire subministrada amb comportes motoritzades.

• Sistema aire-aigua. En un sistema aire-aigua s’utilitzen simultàniament cabals d’aigua i d’aire. L’aire s’aporta per ventilar l’edifici i garantir la qualitat de l’aire interior. L’aigua és el fluid utilitzat per a la distribució de la climatització per mitjà de radiadors, terra radiant, aerotermos o inductors.

• Sistema tot aigua. En un sistema tot aigua s’utilitza aigua com a fluid termòfor, tant en la generació (bomba de calor geotèrmica) com en la distribució, que pot ser per circuits de dos tubs, que només distribueixen fred o calor, o per circuits de quatre tubs, que poden distribuir simultàniament calor o fred en diferents zones de l’edifici. Aquest sistema utilitza com a unitats terminals radiadors, superfícies radiants (sostre, terra o parets), aerotermos o inductors.

• Sistemes d'expansió directa (refrigerant). La distribució de la climatització forma part del circuit frigorífic que connecta la unitat exterior del climatitzador amb la unitat interior.

També hi ha aparells individuals d'expansió directa, que s’ubiquen en cadascun dels locals que cal condicionar. Aquesta solució és molt simple perquè és fàcil d’instal·lar individualment.

Una operació habitual en el manteniment dels sistemes de climatització (Split o per conductes) és la neteja dels filtres, dels bescanviadors i del ventilador interior, ja que l’obstrucció d’aquests elements limita l’intercanvi de fred o calor, tant a la unitat interior com a la unitat exterior, disminueix el rendiment de l’equip, augmenta el consum elèctric, força el funcionament de l’aparell i en redueix la vida útil.

En aquest sentit, la neteja del filtre del climatitzador ajudarà, no només a tenir una millor qualitat de l'aire, sinó a reduir el consum i augmentar la vida de l’equip.

En algunes ocasions, la neteja dels filtres no solucionarà el problema de la mala olor de l’aire; en aquest cas, serà necessari realitzar una desinfecció, tant dels filtres com de la unitat interior.

Netejar els filtres d'un aire condicionat Split és una tasca molt senzilla; n'hi haurà prou amb desmuntar els filtres, esbandir-los amb aigua tèbia, fregar-los lleugerament amb les mans per desprendre la brutícia més resistent i utilitzar, en cas necessari, algun tipus de sabó no agressiu.

Per netejar els filtres d'un aire condicionat, mai hauríem d'utilitzar productes abrasius, ja que poden fer malbé els materials de què estan fabricats i arribar a deixar-los inservibles; tampoc és convenient utilitzar raspalls de cerres dures per evitar la possibilitat de desfilar el teixit, produir forats i reduir la capacitat de filtratge.

Un cop nets, serà convenient deixar-los eixugar abans de col·locar-los de nou a l’aparell d’aire condicionat.

Les unitats d'aire condicionat de conductes se situen habitualment al sostre de les zones climatitzades, i els filtres són a la part posterior de l’equip (la zona de retorn de l’aire).

Per netejar aquest filtre s’haurà d'aixecar una part del sostre que cobreix l’equip i, posteriorment, s’haurà de desmuntar i netejar-lo de la mateixa manera que les unitats d'aire condicionat Split.

Algunes unitats d'aire condicionat de conductes disposen d'uns filtres que no estan fabricats amb niló i no són rentables, per la qual cosa els haurem de substituir per filtres nous.

Procediment

D'altra banda, una neteja més profunda requerirà rentar el bescanviador del mòdul exterior amb aigua a pressió en forma d'esprai per no doblegar les aletes del condensador, que són d'alumini i molt toves.