¿Cómo se utilizan los variadores y los motores en los sistemas HVAC?

El variador de frecuencia es el equipo electrónico industrial de gestión de energía más usado en los sistemas climatización. Estos sistemas se denominan HVAC de las siglas en inglés Heating, Ventilation and Air Conditioning, que se traduce en calefacción, ventilación y aire acondicionado.

Los variadores de frecuencia se han popularizado durante los últimos 30 años gracias a sus ventajas de ahorro de energía. Estos, en comparación con las soluciones convencionales de transmisión de velocidad constante, permiten un ahorro de energía hasta un 50%.

¿Qué es un variador de frecuencia?

Para los que no estéis muy familiarizados con el término, los variadores de frecuencia son dispositivos que controlan la velocidad de rotación de un motor eléctrico o un servomotor ajustando la frecuencia de la energía eléctrica suministrada al motor.

Os dejamos un video dónde explicamos que es un variador y cómo funciona: 

Los variadores en los sistemas de climatización

Antes de que los variadores entraran en escena, e incluso hoy en día, los motores no tenían cómo regular su potencia con lo cual la potencia del motor era un factor limitante en los sistemas de climatización. Otro problema era el ruido que estos motores producían.

Hoy en día, los variadores de frecuencia se pueden instalar en prácticamente cualquier sistema de climatización. Además, con respecto al problema del ruido, los últimos variadores no emiten prácticamente vibraciones que produzcan estos ruidos tan molestos.

¿Qué ventajas aporta usar variadores en los sistemas de climatización?

El primer beneficio es el ahorro de energía, como ya hemos comentado anteriormente en este artículo, pero no es el único.

Otra ventaja es que el uso de variadores de frecuencia permite un menor desgaste de los motores, lo que alarga su vida útil. Un motor regulado con variador de frecuencia permite la regulación progresiva de la energía que se le suministra.

Por el contrario, un motor SIN variador de frecuencia consume mucha corriente durante el arranque, generando así altas temperaturas y una tensión elevada. Por estas razones, es más común tener fallas o que el motor se estropee antes.

Otra ventaja de los variadores es la precisión del control en aplicaciones de climatización. Es un factor importante en edificios de varios pisos, por ejemplo. Normalmente este tipo de edificios dependen de bombas de refuerzo para mantener la presión del suministro del agua doméstica en todos los pisos.

Pues los variadores permiten justamente un control mucho más preciso y una mayor capacidad si hablamos de tasas de flujo. Esta misma precisión se aplica también en los sistemas de ventiladores de volumen variable que normalmente se usan para distribuir el aire acondicionado en los sistemas de climatización.

Motores más usados en sistemas de climatización HVAC

Suelen ser motores de inducción, trifásicos para locales comerciales/industriales y monofásicos para instalaciones más pequeñas. Sin ellos sería imposible el funcionamiento de los sistemas de climatización, ya que estos impulsan los ventiladores para mover el aire. También, accionan compresores para comprimir refrigerante y bombas para mover el agua fría y caliente.

Para instalar un variador de frecuencia a un motor es muy importante consultar las recomendaciones del fabricante, sin embargo, por norma general, es posible instalar variadores en motores trifásicos y monofásicos. Además, se deben tener en cuenta los factores operativos, como los requisitos de calidad del aire interior y los requisitos de distribución del aire.

¿Existen desventajas de usar variadores en sistemas de climatización?

Hay pocas, o ninguna desventaja real. Pero algunos podrían decir que el uso de PWM (modulación por ancho de pulsos) puede crear interferencias electromagnéticas debido a las bruscas variaciones de los períodos de señal.

Pero para evitar este tipo de interferencias, que pueden llegar a ser molestas, se pueden tomar medidas simples y efectivas. Por ejemplo, minimizar la longitud de los cables que van del variador al motor, ya que los cables largos ofrecen un mayor potencial de voltaje reflejado.

En estos casos se recomienda usar las frecuencias más bajas, ya que maximizan la longitud potencial del cable entre el variador y el motor.

Usar cable blindado es otra manera de luchar contra las interferencias, son cables de cobre, aluminio o incluso de acero (aunque es el menos eficaz). Estos protegen los componentes del sistema de los campos electromagnéticos de alta frecuencia.

Por último, también se pueden usar conductos metálicos separados para cada tipo de cables.

Esperemos que os haya sido de utilidad la información que hemos compartido en este artículo. Si te interesa el mundo de la electrónica échale un vistazo a nuestro blog.  

Y si necesitáis reparar o comprar un equipo electrónico como los que hemos visto hoy aquí, puedes solicitar una reparación online.