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Mayo 2000
VENTILACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO EN SALAS DE
EQUIPOS ELÉCTRICOS
Objeto
Este documento describe las principales características del diseño y la construcción de la
ventilación y el aire acondicionado de salas de equipos eléctricos en aplicaciones industriales.
El objetivo de esta recomendación es ofrecer a los responsables de la toma de decisiones una
visión general del proceso de construcción y orientarles hacia fuentes de información más
detalladas.
Introducción
Ha faltado un "lenguaje común" para el diseño, la construcción y el funcionamiento de la climatización de salas
industriales eléctricas, electrotécnicas y de control. Los requisitos para los equipos y sus condiciones ambientales se
presentan en diferentes normas y directrices de tal manera que son posibles muchas interpretaciones. Por ejemplo,
el usuario final puede considerar que un determinado límite de temperatura es un máximo absoluto, mientras que el
proveedor del equipo puede permitir que se supere (dentro de otro rango) durante un breve periodo de tiempo.
Como consecuencia de ello
-en algunas salas el ambiente es demasiado severo, lo que provoca errores de funcionamiento y averías en los
equipos, que realmente pueden valer más que todo el equipo
-algunas salas se acondicionan innecesariamente bien en relación con los requisitos ambientales reales, lo que da
lugar a elevados costes de inversión, debido a equipos de aire acondicionado sobredimensionados (o
innecesariamente dobles), o a elevados costes de funcionamiento.
EUROVENT/CECOMAF
COMITÉ EUROPEO DE
FABRICANTES DE EQUIPOS DE TRATAMIENTO DE AIRE, AIRE
ACONDICIONADO Y REFRIGERACIÓN
Ejecución del proyecto, fases críticas
-especificar claramente los parámetros de diseño de acuerdo
con la clasificación de la CEI para seleccionar el sistema y el
equipo de aire acondicionado más adecuados
Los requisitos de ventilación y aire acondicionado suelen
tenerse en cuenta demasiado tarde en el proceso de diseño.
Además, los criterios de diseño de la ventilación y el aire
acondicionado suelen interpretarse de forma ambigua o
expresarse con demasiada vaguedad. El resultado puede ser
-Establecer, mediante medidas estructurales y de ventilación,
una sobrepresión adecuada en la sala de equipos para evitar
fugas de aire contaminado de los espacios adyacentes.
---Unas condiciones climáticas insatisfactorias en las salas de
equipos, con las consiguientes perturbaciones o incluso fallos
en los procesos de producción, o bien
---un sobredimensionamiento de los sistemas que provoque
un funcionamiento antieconómico.
Los equipos eléctricos modernos son sensibles a su entorno y,
si las condiciones de las salas de equipos no se controlan
adecuadamente, existe un riesgo evidente de que se produzca
incluso un fallo completo en el proceso de producción.
También hay que tener en cuenta muchos otros factores
importantes:
-condiciones ambientales
-cargas térmicas
-fiabilidad del equipo en caso de uso
-requisitos de espacio
-Protección contra incendios
-necesidad futura de ampliación
-costes del ciclo de vida
Cuestiones especiales en la toma de decisiones
¿Qué gravedad puede tener un fallo? En un proceso
altamente automatizado, un fallo puede causar pérdidas de
producción varias veces superiores a las del propio equipo.
Por ejemplo, una avería en una máquina de papel puede costar
hasta 30.000€ en una hora.
Legislación, normas, directrices, recomendaciones
Por eso es importante
-involucrar al diseñador de HVAC desde el principio del
proceso de planificación
Seguridad contra incendios
-Definir los parámetros básicos desde el principio:
ubicación y tamaño de las salas de equipos, así como las
clases ambientales necesarias para los equipos.
-En el proceso de diseño, discutir todos los posibles cambios
en estos parámetros básicos.
En la "bibliografía" se enumeran las referencias
internacionales habituales. Además, hay que tener en cuenta
las normas y estándares nacionales.
Estas cuestiones se describen en las normativas nacionales y
en las instrucciones de las compañías de seguros. Algunos de
los detalles más importantes son la propagación de gases
tóxicos procedentes, por ejemplo, de materiales aislantes de
cables en caso de incendio, y las reacciones durante la
extinción del fuego que pueden causar daños adicionales al
equipo. Más información, por ejemplo, en IEC 721-2-8.
Seguros y fiabilidad
-asegurarse de que, en el momento de la compra de todos los
equipos eléctricos, se incluyen todos los datos esenciales para
el diseño del sistema: cargas de calefacción y refrigeración,
niveles objetivo de temperatura y otros parámetros del aire
interior. Los valores objetivo constituyen la base de todos los
valores de garantía de los sistemas.
-Reservar el tiempo necesario para la puesta en marcha y la
puesta en servicio de los equipos de climatización, incluidas
todas las comprobaciones de funcionamiento y rendimiento.
-actualizar toda la documentación antes de la entrega de los
sistemas HVAC, y revisar la documentación y todos los
cambios realizados durante el proceso de diseño y
construcción.
En sus detalles, el proceso de diseño y construcción deberá
seguir la Metodología de Diseño para la Tecnología
Industrial del Aire.
La ventilación y el aire acondicionado deben planificarse de
forma que las perturbaciones en el sistema no perjudiquen al
equipo eléctrico y/o al proceso de producción. Por ello, debe
incluirse un análisis de riesgos en el diseño del sistema. Esta
cuestión es importante en aplicaciones industriales como
ésta, ya que las consecuencias de los fallos pueden costar
mucho dinero. Si los fallos provocan una avería de corta
duración, cuyas consecuencias recaen parcial o totalmente
bajo la responsabilidad del propietario en función de las
condiciones del seguro, hay que prestar atención a las
medidas que previenen los fallos o minimizan el riesgo de
avería.
Es esencial evaluar cuidadosamente los riesgos con
antelación y elaborar un plan para eliminarlos o
minimizarlos. En función de la póliza de seguro, existen
distintas opciones:
Para las salas de equipos eléctricos, los siguientes puntos son,
en casos normales, los más esenciales:
-duplicar o incluso triplicar los componentes críticos
-construir un sistema de reserva completo
-Construir dos o incluso tres sistemas paralelos, cada uno
dimensionado para, por ejemplo, el 80% de la carga máxima
de calefacción o refrigeración.
-especificar los equipos de acuerdo con la clasificación
normalizada de la CEI
Reservar espacio para ampliaciones posteriores
Principales factores en la selección del sistema
Normalmente, el número de equipos de una sala de equipos
eléctricos aumenta con el tiempo. Esto debe tenerse en cuenta
Esto debe tenerse en cuenta en el diseño tanto de la sala
como de los sistemas. De nuevo, existen diferentes
opciones:
-Diseñar para una carga máxima posterior y asegurarse de
que el equipo de climatización funciona eficazmente también
con cargas parciales.
-Añadir equipos de climatización paralelos en función
del aumento de la carga (unidades modulares).
Lugar de trabajo permanente en la sala de equipos
Rara vez se da este caso, pero si es posible, hay que tener
en cuenta lo siguiente:
-requisitos mínimos legales para el puesto de trabajo
permanente:
--Criterios de confort
--IAQ
--requisitos acústicos
--valores objetivo requeridos para el equipo eléctrico.
Por ejemplo, cumplir la categoría más estricta para los
equipos eléctricos significa automáticamente que la IAQ es
suficiente para un lugar de trabajo y que la temperatura está
dentro del rango requerido, pero también hay que prestar
atención a la velocidad del aire y al nivel de ruido.
Las soluciones de sistemas básicos son
1. ventilación natural
2. ventilación forzada por extracción
3. ventilación por sobrepresión
4. refrigeración con aire circulante
5. refrigeración independiente colocada en la sala.
Los factores que influyen en la selección del sistema son la
posición, la distribución y las estructuras de la sala, las
condiciones ambientales, la carga térmica de la sala, la
fiabilidad de uso del equipo, la necesidad de espacio, las
zonas de incendio y los costes. Si es necesario, también hay
que tener en cuenta la necesidad de ampliación. En la tabla 1
se muestra un resumen de las clases de condiciones que se
alcanzarán con los distintos sistemas.
Equilibrio de presión
Para controlar los parámetros del aire interior en la sala de
equipos eléctricos es necesario tener una presión positiva en
la sala en relación con las salas adyacentes. Una sobrepresión
adecuada es de aproximadamente 20 Pa.
Selección del equipo de aire acondicionado
Elementos a tener en cuenta:
Cuestiones estructurales
Las condiciones de presión desempeñan un papel muy
importante, porque generalmente todas las fugas de los
espacios adyacentes aumentan la carga contaminante. Por lo
tanto, el diseñador debe prestar atención a otros aspectos
además de la climatización, como la ubicación en relación con
espacios con aire más contaminado.
-penetraciones
-puertas, ventanas
Otros aspectos estructurales importantes son:
-Aislamiento térmico de los materiales y equipos de
construcción.
-Seguridad estructural contra incendios en materiales de
construcción y sellado.
--elección del filtro
--necesidad de filtrado químico...
--elección del filtrado mecánico
-refrigeración (y su control)
-selección de la difusión de aire y otros equipos
Puesta en servicio
La puesta en marcha incluye muchas etapas que deben
planificarse y programarse cuidadosamente en la fase de
diseño, teniendo en cuenta la dependencia de las distintas
medidas. Estas etapas incluyen:
-comprobaciones estructurales, de dispositivos y de
instalación
-pruebas de rendimiento
-pruebas de funcionamiento
Climatización
Funcionamiento, servicio y mantenimiento
Sistemas básicos
Los elementos clave son:
-Plan de funcionamiento y mantenimiento
-Controles y supervisión
-El diseño de las piezas de repuesto es una
característica esencial en la planificación del
funcionamiento y el mantenimiento.
Tabla 1 Clases de condición según las normas IEC 721 que se alcanzan con diferentes sistemas de aire acondicionado (el
número de sistema se refiere a la cláusula 5.1)
CLASE DE
SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
CONDICIÓN
1
2
3
4
5
3K1
-
-
-
+
+*)
3K2
-
-
-
+
+
3K3
+**)
+**)
+**)
+
+
3K4
+**)
+**)
+**)
+
+
3K5
+**)
+**)
+**)
+
+
3S1
-
-
+
+
+
3S2-4
+***)
+***)
+
+
+
3C1****)
-
-
+
+
+
3C2*****)
+
+
+
+
+
* Hay que prestar atención al control de la refrigeración.
** Dependiendo de la temperatura máxima y las cargas térmicas
***
En función de la ubicación
****
Requiere un filtrado químico en zonas con aire exterior muy contaminado
*****
No se acerca a las emisiones del proceso sin un filtrado químico
Bibliografía
-Normas internacionales
EN 50082-1 Compatibilidad electromagnética (CEM) norma genérica de inmunidad, parte 1:
industria residencial, comercial y ligera
ISO 9223.
Corrosión de metales y aleaciones,
Clasificación de la corrosividad y
atmósferas, 1989.
EN 50082-2
CEI 68-1
Procedimientos básicos de ensayo ambiental.
Parte 1. Generalidades: Generalidades
- Otras normas
IEC 721-2-8
Clasificación de las condiciones
ambientales. Condiciones ambientales que
aparecen en la naturaleza. Exposición al
fuego.
IEC 721-3-0
Clasificación de las condiciones
ambientales. Introducción
IEC 721-3-3
Clasificación de las condiciones
ambientales. Uso estacionario en lugares
protegidos de la intemperie
Compatibilidad electromagnética (CEM)
- norma genérica de inmunidad, parte 2:
entorno industrial
ISA 571.04-85 Condiciones ambientales para mediciones de
procesos y sistemas de control: Contaminación atmosférica.
Para más información, consulte
http://www.invent.hut.fi/ThermieB/index.html
- Normas europeas
EN 50081-1
Compatibilidad electromagnética (CEM) norma genérica de emisión, parte 1:
residencial, comercial e industria ligera.
EN 50081-2
Compatibilidad electromagnética (CEM) norma genérica de emisión, parte 2:
entorno industrial
REC12
Eurovent/Cecomaf
62 Bd de Sébastopol - 75003 París
Tel. 33 1 49 96 69 95 - Fax. 33 1 49 96 45 10