El Aire Acondicionado a Bordo
Fuente: Revista YATE 1999 Nº 396 por Manuel Figueras
En el mercado encontramos equipos aptos para todo tipo de embarcaciones, desde modelos portátiles hasta grupos de gran capacidad.
Para absorber el calor de un determinado espacio podemos utilizar un grupo refrigerador instalado in situ, o bien montar uno, en la sala de máquinas u otro compartimiento, que tenga capacidad suficiente para atender varias dependencias.
El intercambio térmico entre el grupo y cada espacio a refrigerar puede hacerse por aire o por agua. En el primer caso, el aire frío conseguido en el entorno del grupo refrigerador es impulsado por ventiladores, y basta con llevarlo por los conductos adecuados hasta el punto requerido. En el caso de que varias dependencias utilicen un mismo grupo, la única forma de poder adecuar la temperatura ambiente será actuando sobre la rejilla para ajustar el caudal de aire, pues el uso de un termostato afectaría al resto de las dependencias. Por otra parte, la eficacia disminuye a medida que nos separamos del grupo refrigerador.
El uso de agua como vehículo de transporte del frío generado hace más cómoda la instalación, pues utiliza tuberías de pequeño diámetro, pero requiere la instalación de serpentines y ventiladores que insuflen aire a través de los mismos. Esto permite el ajuste individual mediante termostato, pero también comporta un mayor consumo de corriente.
Componentes distintivos en un grupo refrigerador Vector, de Marine Air Systems, para barcos de 20 a 50 pies:
1. Caja de transición;
2. Rejilla de suministro de aire;
3. Unidad de control
4. Cable de la unidad de control;
5. Rejilla de retorno de aire,
6. Caja eléctrica;
7. Soportes de montaje;
8. Purga de condensado;
9. Descarga al exterior;
10. Toma de agua a través del casco;
11. Válvula antirretorno;
12. Filtro de agua de mar;
13. Bomba de agua de mar;
14. Asa de la bandeja de condensado;
15. Unidad compacta de acondicionamiento del aire;
16. Conducto flexible;
17. Espiral de condensación dentro del evaporador.
La opción por uno u otro sistema depende de muchos factores, tales corno la potencia requerida en función del volumen a refrigerar y las condiciones ambientales, las disponibilidades de corriente a bordo, etc.
De hecho, las diferentes marcas existentes en el mercado nos ofrecen modelos aptos para cubrir prácticamente todas las necesidades.
Los equipos derivan de los utilizados en tierra, pero han sido adaptados para el uso marino. A este respecto, suelen formar unidades integradas y más compactas que las terrestres, utilizan agua de mar para aquellos componentes que precisan refrigeración, y el nivel de ruidos y vibraciones es muy bajo. Estos equipos están fabricados con materiales resistentes al ambiente marino, teniendo muy en cuenta el tipo de corriente y consumo. La mayoría de equipos pueden funcionar en ciclo invertido, lo cual quiere decir que también pueden funcionar como calefacción.
Pensando en las diversas posibilidades, agruparemos los equipos de aire acondicionado en cuarto grupos.
A. Unidades tipo carry-on
Van destinadas a pequeñas embarcaciones o para refrigerar una sola dependencia mientras se está en puerto. Forman unidades totalmente integradas que suelen adaptarse en una escotilla y basta con conectarlas a la corriente. La instalación es pues de lo más sencillo, aunque, salvo que dispongamos de generador -algo poco frecuente a bordo de los barcos a los que van destinadas-, sólo pueden trabajar conectadas a la toma eléctrica del muelle, ya que funcionan a 220 voltios.
B. Grupos compactos
Están concebidos para refrigerar la cabina principal y/o los camarotes contiguos, por lo que resultan muy adecuados cuando se trata de instalar un sistema de aire acondicionado a bordo de barcos ya construidos: el mismo bloque contiene todos los componentes necesarios.
Ocupan un lugar fijo a bordo y se pueden utilizar tanto en puerto corno en navegación. En este último caso sólo si disponemos a bordo de un generador que suministre la corriente necesaria (alterna de 220 voltios).
Entre las marcas del mercado encontramos modelos que van desde las 7.000 a las 25.000 BTU/h, lo que significa que pueden refrigerar volúmenes bastante importantes. Algunos modelos utilizan agua de mar para refrigerar el equipo mientras funciona.
C. Sistema "Split"
Sistema de circulación de aire acondicionado para diversos camarotes. 1.Grupo compresor; 2. ventilador; 3 Cuadro de control; 4. Bomba de agua de mar; 5. Rejillas de distribución
De funcionamiento similar al anterior, con este sistema se distribuyen los diferentes componentes por distintos puntos del barco, lo que permite un máximo aprovechamiento del espacio. Es uno de los sistemas preferidos por los astilleros para instalar de serie en sus nuevas unidades, siendo muy adecuados para la climatización de barcos de eslora superior a los 12 metros. El grupo base, con el compresor, se suele instalar en la sala de máquinas, conectado a través de conductos con evaporadores montados en las distintas dependencias. El control de la temperatura en cada una de ellas se realiza automáticamente, reduciendo el caudal de refrigerante que llega al evaporador o variando- la velocidad del ventilador. Existen equipos de hasta 35.000 BTU/h.
Los equipos de aire acondicionado tradicionales han sido adaptados para el uso marino: son unidades más compactas y se refrigeran con agua de mar
Compacto grupo climatizador de alto rendimiento construido por HFL.
D. Instalaciones con circulación de agua
Constituyen el sistema ideal para aquellos usuarios que exigen el máximo de comodidad, siendo inadecuadas para barcos de eslora inferiores a unos 15 metros. El funcionamiento es similar a un sistema de calefacción: cuenta con una central en la sala de máquinas de la que parten conductos por los que circula, impulsada por bombas, agua con glicol a muy baja temperatura, que llega a los convectores repartidos por las dependencias que se quieren climatizar.
Se trata de un sistema muy flexible, que sirve tanto para refrigerar como para caldear el ambiente, y que debe ser diseñado por especialistas a fin de conseguir el máximo rendimiento. El ajuste de temperatura es individual para cada sala, pues el funcionamiento del intercambiador térmico de cada convector es totalmente independiente del compresor. Además, la capacidad es ilimitada dado que pueden incorporarse tantos compresores como sean necesarios para alcanzar las BTU/h precisas.
Sistema centralizado a bordo de un yate a motor
1. Unidad de refrigeración;
2. Ventilador;
3.Bomba de agua del serpentín del ventilador;
4. Bomba De agua de mar;
5. Deposito de expansión;
6. Múltiple del serpentín del ventilador;
7. Conducto de agua del serpentín;
8. termostato de ajuste.
Aparte de las preferencias personales, las BTU/h necesarias para refrigerar cada dependencia son las que determinan en gran parte las características de la instalación de aire acondicionado. En los catálogos de muchos fabricantes suele figurar una orientación sobre el volumen que puede refrigerar cada modelo; unos valores válidos cuando se trata de unidades carry-on o grupos de refrigeración destinados a pequeñas embarcaciones. No obstante, en caso de instalaciones más complejas, es preciso que un especialista se encargue de efectuar los cálculos oportunos puesto que, para conseguir un rendimiento óptimo, hay que tener en cuenta muchos factores, lo que exige el uso de fórmulas complejas y experiencia para aplicar los coeficientes correctores apropiados. 'Se trata de determinar la carga térmica necesaria para climatizar los diferentes volúmenes, corregida en función de las particularidades de cada caso (diferencia entre la temperatura externa y la deseada en el interior, superficie acristalada de cada cabina, grado de aislamiento, etc.) y convertir el valor resultante, generalmente expresado en watíos, en BTU/h que es el que figura en los catálogos de los fabricantes.
El consejo es que consulte con un experto para determinar la capacidad del climatizador necesaria a bordo de su embarcación
Lo mismo cabe decir en cuanto a la instalación de los sistemas “Split” y, sobre todo, los centralizados con circulación de agua. Estas instalaciones deben realizarse con mucho cuidado para evitar desequilibrios en la distribución del líquido a los evaporadores.
En cuanto a las unidades individuales, un profano medianamente "hábil" puede perfectamente proceder a su montaje, siempre que tenga bien presentes algunos puntos importantes. El objetivo perseguido es refrigerar el interior de una dependencia, así que para evitar un excesivo consumo hay que hacer circular por el climatizador el aire existente dentro de la embarcación para mantenerlo frío. El grupo debe fijarse en posición horizontal, con las tomas de aire alejadas de zonas calientes y de salidas de gases de combustión o malolientes. De utilizar agua marina se instalará el pasacascos de entrada y de salida, con las correspondientes válvulas de paso y la bomba de circulación, ubicada por debajo de la línea de flotación. No olvide el oportuno tubo para el vertido de condensado. Los conductos que van a las diferentes dependencias serán del tamaño adecuado, lo mismo que las rejillas, y se dispondrán filtros de aire.
Conviene instalar el cuadro de control en un lugar accesible, preveyendo la toma de corriente (220 V) con un buen sistema de protección.
Sala de máquinas de un yate de lujo con una sofisticada instalación de aire acondicionado.
Por qué proceso físico y con qué elementos químicos se consigue reducir la temperatura de un ambiente.
Principio de funcionamiento de un grupo compresor / refrigerador:
1. Evaporador (encargado de absorber el calor);
2. Vapor a baja presión;
3. Compresor;
4. Vapor a alta presión;
5. Condensador (cede el calor);
6. Líquido a alta presión;
7. Regulador de paso.
8 Líquido a baja presión.
Cuando se trata de refrigeración, hemos detener claro un concepto: estos sistemas no generan frío, sino que eliminan calor. Por poner un ejemplo sencillo y gráfico, que todos hemos experimentado alguna vez, podemos recordar lo que ocurre cuando humedecemos nuestra mano con alcohol; al secarse notamos una sensación de frío, y ello sucede porque para evaporarse debe absorber energía del entorno, y en ese caso, la energía utilizada es el calor de la mano. Lo mismo sucede con los sistemas de refrigeración: necesitan un elemento, llamado evaporador, que absorba el calor requerido para que un refrigerante líquido pase al estado gaseoso. Para acelerar el proceso se incluye un compresor para aspirar y comprimir los gases del refrigerante, enviándolos seguidamente a un condensador donde ceden el calor y vuelven a adquirir el estado líquido, para regresar de nuevo al evaporador e iniciar un nuevo ciclo. De hecho, cualquier líquido absorbe calor cuando pasa al estado gaseoso, aunque la temperatura de evaporación depende de la presión; así, cuanto más elevada es la presión, más alta es la temperatura. El agua hierve a 100 C a una atmósfera de presión, pero si elevamos la presión a dos atmósferas, la temperatura de evaporación (ebullición) será de 120º C. Sin embargo, en los sistemas de refrigeración no se utiliza agua, pues tiene una temperatura de evaporación demasiado elevada, sino hidrocarburos polihalogenados a base de fluor y cloro, más conocidos como freones (R-12 y R22). Estos productos tienen como aspecto negativo, el efecto que tienen sobre la capa de ozono si son vertidos a la atmósfera, por lo que está previsto que en los próximos años sean sustituidos por otros halogenados (HFC-134a), aunque no sean tan eficaces, en principio, como los actuales. Tales freones tienen una temperatura de evaporación, a presión atmosférica, de –30º C.
Los componentes de un grupo refrigerador de estas características pueden ser controlados por medio de termostatos y la correspondiente electrónica, para facilitar el ajuste de la temperatura deseada.
