El sector de la climatización, en constante evolución y vital para nuestra comodidad cotidiana, abarca una gama diversa de tecnologías y soluciones destinadas a regular las condiciones ambientales en espacios interiores. Por ello, a lo largo de este artículo, analizaremos los aspectos cruciales de la regulación en sistemas de climatización, revelando cómo estos mecanismos trabajan en armonía para mantener un ambiente óptimo y confortable.
Las instalaciones de climatización tienen como objetivo mantener las condiciones de confort (temperatura, humedad y calidad del aire interior) en los ambientes a climatizar de una manera óptima. Para conseguir mantener estas condiciones de confort idóneas es necesario tener en cuenta las cargas térmicas internas generadas por las personas y los equipos presentes en el ambiente. Por otro lado, los factores climatológicos externos (temperatura y humedad) influyen en las cargas térmicas presentes en los locales climatizados. Como las condiciones externas e internas cambian constantemente, es necesario regular la potencia de los equipos de aire acondicionado.
Regular es mantener una magnitud física variable (temperatura, humedad, etc.) dentro de los límites previamente establecidos por el usuario o por las condiciones operativas de la instalación. La regulación está especialmente indicada en los grandes sistemas de tratamientos de aire (UTA), ya que mejoran notablemente la eficiencia energética.
a. Sensores o detectores de temperatura: son los encargados de medir la temperatura del local.
b. Reguladores: son los encargados de informar al control del valor deseado. Por ejemplo, si lo que se pretende es controlar la temperatura, mediante el regulador se podrá ajustar la temperatura al valor que se desee mantener.
c. Controladores: son los elementos que comparan los valores medidos por los sensores con los solicitados por el regulador con el fin de generar una orden de actuación, que corrija las desviaciones de temperatura que se puedan producir en el ambiente.
d. Actuadores: son los mecanismos encargados de hacer variar el valor de la magnitud sujeta a control (temperatura, presión, etc.), siendo los más importantes los motores y las válvulas de control.
Si la temperatura medida por un usuario en un espacio no coincide con la temperatura real que está
siendo medida por el sensor, se considera “error en la regulación de la climatización”. En estos casos, la solución implica la recalibración de la climatización del sensor o la reubicación del mismo.
El proceso de regulación consta de cuatro fases:
Ejemplo: un sistema de calefacción dispone de un radiador eléctrico (actuador), un termostato que permite ajustar la temperatura deseada (regulador), un elemento sensible colocado en el ambiente para medir la temperatura (detector) y un mecanismo de comparación.
Si se ajusta el termostato a 22 °C, siempre que la temperatura esté por debajo de ese valor, el controlador (en este caso el mecanismo que acciona los contactos del termostato) enviará una señal al radiador para que comience a producir calor. Éste seguirá funcionado hasta que el detector mida una temperatura igual o superior a 22 °C. Y cuando el detector informe al mecanismo del termostato que el ambiente ha alcanzado 22 °C, éste responderá con una acción de desconexión para detener la producción de calor.
La selección del método de regulación desempeña un papel esencial en la optimización del confort térmico y la eficiencia energética.
Basado en el funcionamiento de los termostatos. El controlador enciende o apaga el actuador por completo para mantener la temperatura deseada.
Por ejemplo, si se ajusta la temperatura ambiente de un local a 22 °C, el termostato parará la caldera cuando la temperatura llegue a su valor y volverá a arrancarla cuando baje la temperatura. Este tipo de regulación es común en sistemas de climatización más antiguos o en sistemas simples que no tienen la capacidad de ajustarse gradualmente. Este sistema de control es impreciso y no es capaz de adaptarse con precisión a la demanda.
Se usa cuando un equipo térmico tiene varias etapas o varios escalones.
En este caso, el control va arrancando las diferentes etapas en función de la temperatura medida por el sensor, es decir, en función de las necesidades específicas de cada momento. Es el procedimiento de control más utilizado en calderas y enfriadores multietapa.
En este caso, el control envía una señal modulante al actuador de forma que al aumentar o variar la temperatura, también varía la potencia de actuador.
Es decir, que en lugar de encender y apagar el sistema por completo como ocurre en la regulación “todo o nada”, la regulación modulante ajusta la cantidad de energía que se suministra al sistema de climatización para que coincida con la carga térmica del espacio en un momento determinado. Es el caso de los equipos modulantes (calderas modulantes y equipos de aire acondicionado inverter).
En los equipos de aire acondicionado inverter, cuando aumenta la temperatura por encima del punto de consigna (valor ajustado por el usuario mediante el regulador). El control manda una orden de aumento de potencia al actuador (en este caso, el compresor) que incrementa, a su vez, su potencia térmica de forma proporcional a la deferencia entre la temperatura real, medida por el sensor, y la del punto de consigna ajustada por el usuario. Este sistema de control es preciso y eficiente energéticamente.
En general, la elección del tipo de regulación dependerá de varios factores como el tipo de sistema de climatización, las necesidades de temperatura del espacio y las condiciones ambientales.
APIEM. Asociación Profesional de Empresarios de Instalaciones Eléctricas y Telecomunicaciones de Madrid.
