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Enfriamiento evaporativo: aplicaciones y rendimiento energético

AEFYT Refrigeración EvaporativaEl principio de refrigeración o enfriamiento evaporativo, aplicado entre otros en las torres de enfriamiento y en los condensadores evaporativos, desempeña un papel fundamental en la sociedad moderna, donde se constituye como una de las alternativas más eficaces en el campo de la refrigeración y se aplica tanto en sectores como la industria, el comercio o el turismo, como en el propio diseño de los edificios.

La refrigeración evaporativa o principio de enfriamiento evaporativo, utiliza el agua como refrigerante natural y se aplica para la transmisión a la atmósfera del calor excedente de diferentes procesos y máquinas térmicas. En este principio de refrigeración evaporativa se basa el funcionamiento de equipos como las torres de enfriamiento y condensadores evaporativos, frecuentemente utilizados para la condensación del fluído refrigerante en las instalaciones frigoríficas.

Torres de enfriamiento y condensadores evaporativos ofrecen importantes ventajas en materia de ahorro energético y costes económicos tanto en lo que se refiere al gasto asociado al uso generalizado del aire acondicionado como a la demanda de frío requerido en muchos procesos, los principales responsable de la gran demanda energética existente en la actualidad.

La refrigeración evaporativa encuentra aplicación en numerosos sectores, llegando a ser en algunos de ellos, como por ejemplo la industria alimentaria en la que dos tercios de la misma emplean estos sistemas, de utilización masiva.

Aplicación en la Industria y el comercio 

En Europa más de 500.000 instalaciones industriales utilizan equipos de refrigeración evaporativa, en especial, en aquellas aplicaciones que requieren refrigeración -industria alimentaria, automoción, siderometalurgia o electrónica-, al mismo tiempo que esta tecnología constituye la base de multitud de instalaciones frigoríficas industriales, comerciales y de hostelería, así como de sistemas de aire acondicionado y refrigeración de maquinaria.

En todos estos sectores, el frío interviene en los procesos de fabricación y su producción requiere, a su vez, de energía eléctrica. De hecho, el mantenimiento de la temperatura correcta de los fluidos o de las salas dentro de estas industrias es tan importante que supone un gran impacto en la rentabilidad de las plantas. Los procesos de manipulación y fabricación de productos son largos y, casi en cada paso, se necesita algún tipo de proceso de enfriamiento y/o calentamiento. 

Comercio

Las grandes superficies son importantes consumidores de energía por lo las medidas de ahorro resultan prioritarias. En este contexto, la refrigeración es uno de los capítulos más destacados, en la medida en que la climatización es el elemento con mayor impacto en el gasto energético de estos centros, con especial incidencia durante los meses de verano. Sin embargo, son muy pocos los centros comerciales en España que cuentan con datos suficientes sobre su consumo energético o que hayan puesto en marcha un plan de eficiencia energética. Diferentes estudios sitúan el ahorro potencial de consumo energético anual de estas superficies entre un 20 y un 35 %, estimando que una gestión energética eficiente podría representar un ahorro anual de 48.000 euros. Los sistemas de enfriamiento evaporativo proporcionan a estos espacios una climatización segura, fiable y eficiente energéticamente.

Hoteles (sector turístico)

El uso de la refrigeración evaporativa en el sector hotelero tiene a su favor la eficiencia energética, la protección medioambiental y la seguridad socio sanitaria, en especial en todos aquellos procesos que requieran frío. El ahorro energético resulta prioritario en un sector como el turismo, donde la demanda energética es elevada, tanto en materia de climatización de los espacios como en la refrigeración de los alimentos requerida en los bares y restaurantes de los complejos hoteleros. Ésta es más prolongada cuanto antes se consigue reducir su temperatura a los niveles óptimos de almacenamiento. En este contexto, la refrigeración evaporativa constituye una alternativa altamente eficaz energéticamente debido al uso de transferencia de calor latente de evaporación, sostenible y segura.

Construcción

En España los edificios son responsables del 31% del consumo de energía, por lo que asegurar el ahorro energético es una prioridad, debiéndose primar la climatización desde el mismo momento del diseño del inmueble, dado que es uno de los elementos que en mayor medida influye en el consumo, y en este contexto la refrigeración evaporativa puede ser una alternativa a la hora de acometer una urbanización respetuosa con el entorno y acorde a los principios bioclimáticos. Tradicionalmente, las medidas articuladas de cara a fomentar la eficiencia energética en este sector, tanto de edificios industriales como comerciales y de viviendas, han puesto el foco en la utilización de energías renovables, pero la refrigeración evaporativa en la construcción es una alternativa de probada eficiencia.

¿Qué ventajas aportada el enfriamiento evaporativo en estos sectores?

La refrigeración por agua aporta considerables ventajas en su aplicación en los procesos industriales, en especial en materia de eficiencia energética. Entre otras, podríamos citar:

Una combinación idónea de uso de energía y coste de instalación, que deriva en una óptima relación inversión/rendimiento frente a soluciones similares.

Incremento del ahorro energético, ya que,en comparación con alternativas similares, la energía empleada para la evacuación del calor o para el proceso de refrigeración es baja, y también el consumo de los motores de ventilación es inferior. Por ejemplo, su capacidad de ahorro energético supera la ofrecida por soluciones, como, por ejemplo, los autorefrigeradores que se han venido utilizando ampliamente en grandes superficies, pero que, sin embargo, son menos eficientes e incrementan el consumo

Eficiencia en el proceso: se trata de una tecnología altamente eficaz que permite asegurar el máximo rendimiento reduciéndose de manera importante la energía que se pierde y favoreciéndose la eliminación del calor residual.

En las instalaciones de climatización y refrigeración la eficiencia energética y el consumo de energía eléctrica están directamente relacionados con la temperatura de condensación del refrigerante utilizado en la instalación frigorífica. En una instalación de aire acondicionado típica, la comparación de los consumos energéticos arroja cifras ilustrativas: los equipos de condensación por agua -torres de refrigeración y condensadores evaporativos-, ofrecen, frente a los de condensación por aire, un ahorro en el consumo de hasta el 45%. Algo similar se produce en las instalaciones frigoríficas, donde las potencias absorbidas son sensiblemente inferiores cuando la condensación del refrigerante se realiza mediante agua enfriada por torres y condensadores evaporativos frente a cuando se hace con aire.

El aire acondicionado una de las principales aplicaciones de la refrigeración evaporativa. Tanto por su uso como por su diseño estos equipos ahorran energía. En primer lugar, las temperaturas más bajas de enfriamiento de agua aseguran un funcionamiento óptimo del proceso y reducen el consumo de energía; en segundo lugar, el equipo es altamente eficaz energéticamente debido al uso de transferencia de calor latente de evaporación.

En general, las ventajas de esta tecnología tienen que ver con los altos ratios de eficiencia que presenta. Según un estudio comparativo, realizado por el ICAEN (Instituto Català de Energía) hace unos años, la evolución de las curvas de rendimiento energético indica que, en cualquier potencia, los sistemas energéticamente más eficientes son los húmedos, seguidos de los híbridos y, a gran distancia, de los secos.

Por último, conviene recordar que estos equipos contribuyen a la disminución del efecto invernadero y de las emisiones de CO2 indirectas, gracias al ahorro de energía eléctrica consumidas, y directas por el menor riesgo de fugas de gases refrigerantes.

Conclusiones

En una sociedad como la actual en la que el ahorro de energía y la búsqueda de fórmulas que contribuyan a mejorar la eficiencia energética resultan prioritarias, la refrigeración evaporativa ofrece en todas aquellas aplicaciones en las que se requiere refrigeración unos ratios de eficiencia energética muy superiores a los proporcionados por otros sistemas.

Artículo redactado con la colaboración del Comité Técnico de AEFYT Grupo de Fabricantes de Torres de Refrigeración

Sobre el Grupo de Fabricantes de Torres de Refrigeración de AEFYT: El Grupo de Fabricantes de Torres de Refrigeración de AEFYT (Asociación de Empresas del Frío y sus Tecnologías) está formado por empresas fabricantes de equipos de refrigeración evaporativa, que representan al 95% del sector. Se trata de compañías comprometidas con el desarrollo de una tecnología de refrigeración evaporativa segura, beneficiosa para el medio ambiente y que contribuye al ahorro energético. Entre las actividades del grupo destaca la difusión de los beneficios de la refrigeración evaporativa y la colaboración con las autoridades nacionales y autonómicas en la formación de un parque de torres de refrigeración modernas y seguras, así como con el resto de interlocutores implicados en su mantenimiento e instalación.

 

Modificado por última vez enLunes, 19 Diciembre 2022 14:37

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