HVAC explicado: qué es y por qué es importante

HVAC es un sistema mecánico utilizado para controlar la temperatura, la humedad y la circulación del aire en edificios o espacios interiores. En entornos industriales, también se utiliza para proteger productos o equipos sensibles frente a daños causados por variaciones de temperatura o humedad.

¿Pero qué significa HVAC y por qué es importante? 

HVAC es un acrónimo de Heating, Ventilation, and Air Conditioning, es decir, calefacción, ventilación y aire acondicionado. Su función principal es garantizar el confort térmico de los ocupantes, ajustando las condiciones del aire exterior para adaptarlas a los requerimientos del edificio. 

Según las condiciones climáticas, el aire exterior se introduce al interior, se calienta o enfría y luego se distribuye por los espacios ocupados, para finalmente ser expulsado al ambiente o recirculado en el sistema. 

La elección del sistema HVAC adecuado depende del clima, la antigüedad del edificio, las preferencias del propietario y del diseñador del proyecto, el presupuesto disponible y el diseño arquitectónico del inmueble. 

Existen diversos tipos de sistemas HVAC, que pueden incluir componentes individuales como unidades de aire acondicionado, bombas de calor, manejadoras de aire, hornos, purificadores de aire, humidificadores y deshumidificadores. 

Al hablar de HVAC, suele surgir la pregunta: 

¿Cuál es la diferencia entre aire acondicionado y HVAC? 

Para responder esta pregunta, lo más preciso sería entender cómo el aire acondicionado se integra dentro del sistema HVAC. 

El aire acondicionado no es algo distinto, sino un componente esencial del sistema HVAC, junto con la calefacción y la ventilación. Funciona en conjunto con la ventilación para enfriar el aire que circula, al igual que la calefacción lo hace para calentarlo.

Componentes principales de un sistema HVAC 

Un sistema HVAC completo está compuesto por múltiples unidades y piezas, tanto internas como externas, que trabajan en conjunto para proporcionar confort térmico integral. A continuación, se describen los componentes generales más comunes y su función: 

• Unidad de aire acondicionado: Extrae el calor y la humedad del interior y los transfiere al exterior, enfriando el ambiente. Es esencial para mantener condiciones térmicas confortables en climas cálidos. 
  

• Bomba de calor: Sistema versátil que puede proporcionar calefacción o refrigeración invirtiendo el ciclo del refrigerante. Se utiliza principalmente en climas templados. 
  

• Horno o caldera: Equipos encargados de generar calor. Los hornos funcionan por combustión de gas o propano, mientras que las calderas calientan agua que circula por radiadores o tuberías. 
  

• Manejadora de aire (Air Handler): Encargada de distribuir el aire acondicionado o calefaccionado a través del sistema de ductos. Suele trabajar en conjunto con bombas de calor o unidades de aire acondicionado. 

• Válvula de expansión: Dispositivo que reduce la presión y temperatura del refrigerante líquido antes de su ingreso al evaporador. Regula el flujo de refrigerante en función de la carga térmica. 
  

• Sistema de ductos: Red de conductos que transportan el aire desde los equipos principales hacia los diferentes espacios del edificio. Su diseño e instalación influyen directamente en la eficiencia del sistema. 
  

• Termostato: Dispositivo que regula la temperatura interior del espacio. Actúa como el controlador del sistema HVAC, activando o desactivando funciones según la programación o condiciones del ambiente. 

• Unidad de tratamiento de aire (UTA): Se encarga de acondicionar el aire (filtrarlo, calentarlo, enfriarlo, humidificarlo o deshumidificarlo) antes de su distribución. Suele formar parte de sistemas HVAC centralizados en edificios grandes o instalaciones industriales. Incluye ventiladores, filtros, intercambiadores de calor y otros módulos de acondicionamiento. 
  

• Torre de enfriamiento: Utilizada en sistemas HVAC de gran escala, especialmente en aplicaciones comerciales e industriales. Permite disipar el calor del agua que ha sido utilizada para refrigeración, expulsándolo al ambiente exterior mediante un proceso de intercambio térmico. 

Este conjunto de componentes permite adaptar el sistema HVAC a distintos tipos de espacios o estructuras, climas y necesidades de confort térmico y calidad del aire.

Clasificación de los sistemas HVAC

Los sistemas HVAC se clasifican principalmente en sistemas centralizados y sistemas descentralizados o locales. Esta clasificación depende de la ubicación del equipo principal:  

• Si se instala de forma centralizada para acondicionar todo el edificio como una unidad única. 

• Si se ubica localmente para acondicionar zonas específicas de manera independiente.

Por lo tanto, el diseño del sistema de distribución de aire y agua debe basarse en esta clasificación y en la ubicación del equipo principal. Estos criterios también deben considerarse al seleccionar entre ambos tipos de sistemas.

A continuación, se presenta una tabla comparativa entre sistemas centralizados y descentralizados, según distintos criterios técnicos. 

Códigos y normas técnicas

La norma nacional de consenso para la ventilación con aire exterior es la ASHRAE 62.1-2022, Ventilación para una calidad aceptable del aire interior. 

Esta norma, comúnmente incorporada a los códigos de edificación, establece los caudales mínimos de aire exterior que deben suministrarse mediante ventilación natural o mecánica en distintas áreas, como aulas, gimnasios, cocinas y espacios de uso especial. 

Además, incluyen requisitos mínimos de eficiencia energética, controles de ventilación, aislamiento y sellado de ductos y tuberías, así como criterios para el dimensionamiento del sistema. 

Los sistemas se deben diseñar también conforme a los siguientes estándares ASHRAE: 

• ASHRAE 62.2-2022: Ventilación y calidad de aire interior en viviendas residenciales. Complementa al 62.1 para casas y apartamentos de baja altura. Establece requisitos de ventilación (natural y mecánica) en residencias, incluyendo cocinas y baños, a fin de controlar humedad y contaminantes domésticos.

• ASHRAE 55-2023: Condiciones térmicas de confort para ocupantes. Define los rangos de condiciones ambientales interiores para lograr confort térmico aceptable para la mayoría de personas. Considera temperatura del aire, temperatura radiante, humedad, velocidad del aire, nivel de vestimenta y nivel de actividad metabólica. Esta norma orienta el diseño y operación de HVAC para mantener entornos térmicamente confortables en diferentes estaciones.

• ASHRAE 90.1-2022: Norma de energía para edificios excepto residenciales de baja altura. Proporciona los requisitos mínimos de eficiencia energética en el diseño de edificaciones comerciales e industriales (envolvente, sistemas HVAC, iluminación, calentamiento de agua, etc.). Esta norma es la base de muchos códigos de energía; limita consumos de ventiladores, rendimientos de equipos de aire acondicionado, aislamientos mínimos, controles horarios, entre otras medidas de ahorro.

• ASHRAE 15-2024: Norma de seguridad para sistemas de refrigeración. Establece requisitos de seguridad para el diseño, construcción, instalación y operación de sistemas de refrigeración (y aire acondicionado) con distintos refrigerantes. Clasifica ocupaciones, límites de carga de refrigerante por recinto según su toxicidad/flamabilidad, requerimientos de ventilación en salas de máquinas, detectores y procedimientos de emergencia. Es fundamental para prevenir accidentes por fugas de refrigerante o sobrepresiones.

Es esencial conocer y cumplir todos los códigos y normativas estatales y locales aplicables al diseño e instalación de sistemas HVAC.