La definición de unidad de tratamiento de aire de la norma ANSI/AHRI 430-2009 establece que es «Un conjunto encapsulado de fábrica que consiste en un ventilador o ventiladores y otros equipos necesarios para realizar una o más de las funciones de circulación, limpieza, calefacción, refrigeración, humidificación, deshumidificación y mezcla de aire….»
La UTA se utiliza para controlar los siguientes parámetros del espacio.
- Temperatura
- Humedad
- Movimiento del aire
- Limpieza del aire
Distribución de aire.Through o Blow-Through
Hay básicamente dos tipos de unidades de tratamiento de aire que se utilizan y son el «Draw-Through» o «Blow-Through».
En el tipo «Draw-Through», el ventilador arrastra el aire a través de la caja de mezcla, los filtros y la bobina de refrigeración antes de descargarlo desde la salida del ventilador al espacio a acondicionar o a la red de conductos. El diseño puede ser vertical u horizontal. En este caso, la sección anterior al ventilador tiene presión negativa.
En el tipo Blow-Through, el ventilador sopla el aire a través de la caja de mezcla, los filtros y la batería de refrigeración antes de descargarlo al espacio a acondicionar o a la red de conductos. En este caso, la sección posterior al ventilador tiene presión positiva.
Una unidad de tratamiento de aire donde (1) es el aire de impulsión, (2) la sección del ventilador, (3) el aislador de vibraciones, (4) la batería de refrigeración, (5) el filtro y (6) el conducto de aire mezclado.
Componentes de la unidad de tratamiento de aire
Aquí se muestran algunos de los componentes de la unidad de tratamiento de aire que puede contener el equipo.
Carcasa
La carcasa que contiene todos los demás componentes de una UTA suele ser de metal, algunos están pintados para evitar la corrosión.
En las secciones donde se encuentran los ventiladores y la bobina, se utiliza 1-2 pulgadas de espuma de poliuretano o PU para aislarlos y evitar la condensación en el panel. También se utiliza una bandeja de drenaje como precaución en caso de condensación de agua.
Ventilador
El ventilador centrífugo se utiliza para hacer circular el aire a las distintas partes de las secciones del edificio. Los tipos típicos de ventilador disponibles son el inclinado hacia atrás, el curvado hacia atrás, el curvado hacia adelante y el aerodinámico.
La selección del ventilador dependerá del volumen de aire y de la presión estática requerida del sistema. Normalmente, el diseñador del sistema utilizará un software especializado para realizar esta selección.
Para reducir el efecto de las vibraciones en el panel, el motor y el ventilador suelen instalarse en el aislador de vibraciones, excepto cuando el conjunto de accionamiento es externo a la carcasa del ventilador.
En los últimos años, el uso del sistema de volumen de aire variable (VAV) es cada vez más popular, ya que el volumen del aire que se descarga puede variar dependiendo de la condición de carga. Si la carga es alta, la velocidad del ventilador será mayor y si la carga es menor, la velocidad del ventilador será menor.
La velocidad del ventilador se varía utilizando un variador de frecuencia en lugar de un motor convencional como el motor PSC. El variador de frecuencia proporciona un mejor control de la velocidad del ventilador, ya que ahora se puede utilizar toda una gama de velocidades del ventilador, desde la más baja hasta la más alta, en función de las condiciones de carga requeridas.
Esta tecnología ha permitido un mejor uso de la energía y está en consonancia con el movimiento para ir a la energía más verde.
La bobina de refrigeración
Se utiliza para enfriar y deshumidificar el aire. Tanto las baterías de refrigeración DX (expansión directa) como las CW (agua fría) están disponibles para su uso en función del diseño del sistema.
Estas baterías están dispuestas en filas con diferentes espacios entre las aletas. En el diseño de las baterías se utilizan aletas de aluminio y tubos de cobre. Las aletas hidrofílicas resistentes a la corrosión también se utilizan debido a su menor coste y menor resistencia a la velocidad del aire.
Los filtros
Son para eliminar partículas y contaminantes de diversos tamaños del aire. El tipo de filtro de aire que se utilice dependerá en gran medida de la aplicación del sistema.
El filtro de panel tiene una forma plana y rectangular y proporciona una filtración mínima de baja eficiencia que es aceptable para la industria del aire acondicionado. El filtro de alta velocidad está dispuesto verticalmente mientras que el filtro de baja velocidad está dispuesto en forma de V. La velocidad típica del aire que se mueve a través de los filtros está en el rango de 2-3 m/s.
El filtro HEPA es muy eficiente y es capaz de alcanzar eficiencias de hasta el 99,97%, eliminando partículas diminutas y bacterias del aire. Se suele utilizar en aplicaciones de salas limpias como la planta de producción de semiconductores, quirófanos y procesos críticos.
El filtro electrostático se utiliza para eliminar las partículas del aire mediante el uso de electrodos altamente cargados que ionizan el aire. El filtro de bolsa es capaz de eliminar las partículas de polvo y se desecha después de su uso. El filtro de rodillo se utiliza para la filtración de alta velocidad donde la parte utilizada se enrolla automáticamente/manualmente.
Humidificadores
Durante el invierno, el nivel de humedad del aire puede ser bajo causando así la incomodidad de los ocupantes. La humedad del aire se incrementa utilizando los humidificadores. Estos son los humidificadores más utilizados:
El tipo de pulverizador tiene un cabezal y boquillas de pulverización que rocían agua con una presión de 15 psi o más.
El tipo de bandeja de vapor tiene una bandeja y una bobina de calentamiento para calentar el agua de la bandeja. La evaporación del agua causada por el calentamiento aumentará el nivel de humedad del aire circundante.
El tipo de rejilla de vapor tiene pequeños agujeros en la tubería para distribuir el vapor que fluye a través de ella. En este caso, el agua que se calienta para producir el vapor que se suministra a la rejilla se acondiciona para evitar que el olor se descargue en la habitación.
Caja de mezcla
Esta caja tiene entradas de aire que se adjunta a las compuertas. Es el lugar donde se mezclan el aire exterior y el aire de retorno para proporcionar la proporción correcta de aire a distribuir al espacio que se quiere acondicionar.