Sistemas VRF/VRV: qué son y cuándo instalarlos

Lo que diferencia a un VRF/VRV de un split convencional o un multisplit no es solo tener varias evaporadoras, sino que el compresor modula su capacidad de forma continua (no en escalones fijos), lo que permite que cada zona reciba exactamente el refrigerante que necesita en ese momento, sin sobredimensionar el sistema completo para cubrir el peor caso.

Es el término genérico que usa la industria para describir un sistema de climatización en el que una sola unidad condensadora exterior alimenta a múltiples unidades evaporadoras interiores, y un compresor tipo inverter ajusta el caudal de refrigerante que llega a cada una según la demanda real de esa zona.

En la práctica, es el mismo concepto tecnológico: es el nombre comercial que registró Daikin cuando desarrolló esta tecnología a inicios de los años ochenta. Con el tiempo otros fabricantes —Mitsubishi Electric, LG, Samsung, Toshiba— lanzaron sus propias versiones y, para no usar una marca registrada de un competidor, adoptaron el término genérico VRF. Fuera de la discusión de nomenclatura, ambos términos describen la misma familia de sistemas y en este artículo se usan de forma indistinta.

A nivel de ingeniería, un sistema VRF/VRV industrial se compone de tres bloques que deben diseñarse juntos, no en aislado.

La unidad condensadora exterior —o el conjunto de unidades condensadoras en configuración modular, común en proyectos de mayor capacidad— aloja los compresores inverter y controla la presión del sistema. En instalaciones industriales de gran superficie es habitual combinar varios módulos condensadores en cascada para alcanzar capacidades de cientos de toneladas de refrigeración sin perder la lógica de control unificado.

Las unidades evaporadoras interiores, distribuidas por zona, pueden ser de distintos formatos: equipo tipo cassette de techo para áreas abiertas, ductable para zonas que requieren distribución de aire por conducto (frecuente en salas limpias con requisitos de renovaciones de aire por hora), o de pared para oficinas dentro de la misma planta. Cada evaporadora tiene su propia válvula de expansión electrónica, que es justamente lo que permite la modulación independiente por zona.

La red de tubería de refrigerante y el sistema de control conectan ambos extremos. Aquí es donde más se diferencia un proyecto industrial bien diseñado de uno improvisado: el ruteo de tubería determina las pérdidas de carga, los desniveles máximos entre unidad condensadora y evaporadoras, y la longitud equivalente total del sistema, variables que en un split doméstico casi no importan pero que en una planta con condensadoras en azotea y evaporadoras a 40 o 60 metros de distancia son determinantes para que el sistema rinda lo que el fabricante indica en su ficha técnica.

Un proyecto industrial normalmente elige entre dos configuraciones de VRF/VRV, y la elección tiene implicaciones de costo y de operación que vale la pena entender antes de especificar.

En la configuración de bomba de calor, todas las zonas del sistema operan en el mismo modo: o todas enfrían o todas calientan. Es la opción más común y la más económica, adecuada cuando las distintas áreas de la planta tienen necesidades térmicas similares a lo largo del día.

En la configuración de recuperación de calor (heat recovery), el sistema puede enfriar unas zonas mientras calienta otras de forma simultánea, y —esto es lo relevante para una planta industrial— aprovecha el calor que retira de las zonas en modo enfriamiento para calentar las que lo necesitan, en lugar de desecharlo al exterior. En instalaciones con procesos que generan calor de forma constante en un área (un cuarto de compresores, un área de empaque con maquinaria) mientras otra zona necesita calefacción (oficinas en temporada fría, un almacén refrigerado colindante), la recuperación de calor puede representar un ahorro operativo relevante, aunque con un costo de inversión inicial más alto.

Esta es la pregunta que con más frecuencia llega a la mesa de ingeniería, y la respuesta correcta depende de la naturaleza del proyecto, no de una preferencia tecnológica.

Un sistema de agua helada con chiller sigue siendo la mejor opción cuando la planta tiene una carga térmica alta y relativamente estable, cuando se requiere climatizar procesos además de personas (agua de proceso, moldes, equipos), o cuando la vida útil esperada del sistema y el volumen de refrigerante centralizado hacen más sentido económico frente a distribuir refrigerante por toda la planta. Si además el proyecto ya contempla una unidad manejadora de aire industrial o una torre de enfriamiento como parte de un sistema de agua helada más amplio, mantener esa arquitectura suele ser más eficiente que introducir una segunda tecnología en paralelo.

Un sistema VRF/VRV, en cambio, tiene sentido cuando la planta tiene múltiples zonas con perfiles de uso y de carga distintos —algunas con ocupación variable, otras con equipos que generan calor de forma intermitente— y se necesita control independiente por zona sin construir un cuarto de máquinas central ni una red de tubería hidráulica. También conviene en ampliaciones o remodelaciones donde no hay espacio ni presupuesto para instalar un chiller nuevo, y en instalaciones donde la velocidad de puesta en marcha importa: un VRF/VRV modular suele instalarse y arrancar más rápido que un sistema de agua helada completo.

Hay un tercer escenario, cada vez más común en proyectos que EHVAC desarrolla para clientes con instalaciones mixtas: usar VRF/VRV para las áreas administrativas y de soporte (oficinas, salas de juntas, comedores, laboratorios pequeños) mientras el proceso productivo se climatiza con un sistema de agua helada dedicado. Esta combinación evita sobredimensionar el chiller principal para cubrir zonas de baja carga y, al mismo tiempo, conserva la robustez del sistema central donde realmente se necesita.

En un proyecto típico de expansión para una planta de manufactura en el Bajío, el área de producción —con hornos y líneas de ensamble que generan calor constante— se mantiene con un sistema de agua helada existente, mientras que las nuevas oficinas de ingeniería y calidad, construidas sobre una losa mezzanine sin espacio para ductería central, se climatizan con un VRF de recuperación de calor. El resultado es que cada zona nueva se pone en marcha de forma independiente conforme avanza la construcción, sin esperar a que el sistema central tenga capacidad disponible ni modificar la sala de máquinas existente.

No todas las plantas obtienen el mismo beneficio de esta tecnología, y vale la pena ser específico sobre dónde rinde mejor.

Si estas en planes de desarrollar un proyecto con sistemas de flujo variable de refrigerante, te recomendamos nuestra siguiente guía sobre ingeniería de sistemas VRF/VRV. Podrás comprender mejor como climatizar tus proyectos con la máxima eficiencia energética , a bajo nivel de ruido y ahorrando espacio. Ademas, podrás encontrar respuestas a preguntas frecuentes que más hacen ingenieros de planta y compradores técnicos para proyectos HVAC industriales en México.

Un sistema VRF/VRV instalado en México debe cumplir, en primer lugar, con la NOM-026-ENER-2015, que establece los límites de eficiencia energética específicamente para acondicionadores de aire tipo dividido con flujo de refrigerante variable, sin ductos o con descarga libre. Esta norma, publicada en el Diario Oficial de la Federación y administrada por la CONUEE, es el punto de referencia obligatorio al seleccionar equipo para un proyecto formal en el país, y conviene verificar que el fabricante y modelo específicos cuenten con la certificación correspondiente antes de incluirlos en una especificación.

En el plano internacional, y como referencia técnica que E-HVAC aplica en el diseño de cuartos de máquinas y ubicación de unidades condensadoras, el estándar ASHRAE 15 define los requisitos de seguridad para sistemas de refrigeración, incluyendo ventilación de cuartos con carga de refrigerante, detección de fugas y clasificación de ocupación del espacio según el tipo y cantidad de refrigerante utilizado. Aunque no es una norma mexicana, es la referencia técnica que la mayoría de los fabricantes y firmas de ingeniería usan como base de diseño en Norteamérica, y buena parte de las guías de aplicación de VRF/VRV en instalaciones industriales remiten directamente a ella.

A esto se suma la transición internacional de refrigerantes hacia opciones de menor potencial de calentamiento global, un proceso que ya está modificando qué modelos de VRF/VRV ofrecen los fabricantes en México y que conviene revisar con el proveedor antes de cerrar la especificación de un proyecto con horizonte de operación de 15 o 20 años.