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Aplicación de sistemas de climatización para salas eléctricas y de control de procesos de plantas industriales

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Autor: Angel De la Cruz Depaz                              Asesor: Luis Bocanegra Ortiz

Universidad Nacional de Ingeniería (UNI), Lima- Perú

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Departamento de Ingeniería Mecánica

En la actualidad, la aplicación de los sistemas de aire acondicionado para salas eléctricas y salas de control toma mucha importancia debido a la criticidad que implica mantener un proceso de forma confiable y eficiente, debido a que estos sistemas cumplen un rol importante en el proceso u operación de una Planta Industrial, al mantener las condiciones del aire adecuadas para el funcionamiento correcto y óptimo de los equipos que disponen. De esta forma también mejoran su tiempo de vida útil.

Dado que, en las salas de control, comunicación de datos, y salas que albergan equipamientos eléctricos y electrónicos, suelen utilizar grandes cantidades de energía, la disipación de calor es alta en estos procesos. Razón por la cual los sistemas de climatización deben diseñarse con la máxima eficiencia posible. Para salas grandes, los equipos enfriados por agua (Chillers) son probablemente el sistema más eficiente.

Los equipos expuestos a altas temperaturas o a gradientes térmicos elevados pueden experimentar fallas térmicas, especialmente cuando se exponen repetidamente a gradientes térmicos tan elevados. Siempre se deben verificar las especificaciones del fabricante para las

condiciones del aire de entrada al equipo de comunicación de datos, pero un rango típico recomendado es de 64,4 °F a 80,6 °F (18 °C a 27 °C).

Una humedad relativa alta puede causar varios problemas a los equipos de comunicación de datos. Dichos problemas incluyen fallas anódicas conductivas (CAF), fallas de polvo higroscópico (HDF), desgaste excesivo y corrosión. En casos extremos, puede ocurrir condensación en las superficies frías de los equipos de enfriamiento directo. Una humedad relativa baja puede provocar una descarga electrostática (ESD), que puede destruir el equipo o afectar negativamente el funcionamiento.

En las salas eléctricas, los equipos de distribución de energía eléctrica normalmente pueden tolerar más variaciones y un rango más amplio de temperatura y humedad que los equipos de comunicación de datos. El equipo en esta categoría incluye una subestación eléctrica, tablero de distribución, interruptores de transferencia automática, tableros y transformadores. Se deben verificar los datos de los fabricantes para determinar la cantidad de calor liberado y las condiciones de diseño para una operación satisfactoria.

Existen diferentes formas de acondicionar salas que albergarán equipamientos eléctricos y electrónicos tales como los data center, siendo cinco métodos de acondicionamiento de aire: sistemas de expansión directa enfriados por aire, sistemas con equipos tipo paquetes o autónomos de expansión directa, sistemas enfriados con glicol, sistemas de expansión directa enfriados por agua y los sistemas de agua helada. En los sistemas de agua helada las ventajas son principalmente la confiabilidad y eficiencia para instalaciones que requieran una gran demanda de capacidad frigorífica, así como un bajo costo por Kw de capacidad frigorífica. En contraste una de sus desventajas principales viene a ser el alto costo de capital que se requiere en instalaciones y sistemas que estén por debajo de 100Kw en demanda de capacidades frigoríficas. Para el desarrollo de un sistema de climatización se deben tener distintos tipos de consideraciones. Por ejemplo, en lo referido a la parte técnica se debe revisar cuales son los equipos adecuados que dispongan la capacidad suficiente requerida por el sistema, así como el grado de robustes que tenga, debido a que dependiendo de su configuración los equipos pueden instalarse en el interior o exterior de un ambiente. También se debe analizar el nivel de automatización y control que se desea tener en el sistema. Mientras que, en la parte económica, existen diversos fabricantes con distintas tecnologías que siempre buscan reducir los costos de la implementación de estos sistemas, manteniendo y mejorando la eficiencia de sus equipos.

ASHRAE Handbook. (2009). Fundamentals. Atlanta: GA: ASHRAE Inc.

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