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¿Refrigeración evaporativa o adiabática?

¿Refrigeración evaporativa o adiabática? Cuando hablamos de refrigeración industrial o de refrigeración para aire acondicionado o HVAC, a menudo se lanza el ambiguo mensaje de que un enfriador adiabático puede sustituir a una torre de refrigeración evaporativa en función y rendimiento.

Comencemos por los conceptos básicos en esta comparativa de la mano de Torraval: el principio de funcionamiento de los dos sistemas de refrigeración a examinar es totalmente diferentes entre sí.

  • Refrigerador adiabático: aprovecha el calor sensible, es decir, el principio según el cual dos cuerpos a diferentes temperaturas y en contacto, el aire y la batería aleteada del equipo de refrigeración, intercambian calor produciendo una disminución de la diferencia de temperatura inicial entre los dos cuerpos. El resultado final de la diferencia de temperatura dependerá de la cantidad de superficie de la batería que entra en contacto con el aire y de la masa y temperatura del aire que dependerá de la eficiencia del sistema de humidificación.
  • Torre evaporativa: aprovecha el calor latente que es el cambio de fase de un fluido, en este caso el agua a enfriar, que en parte se evapora, eliminando la energía en forma de calor del fluido restante. Concretamente el calor latente de evaporación es la energía máxima correspondiente al paso de un fluido o agua de estado líquido a vapor.

Por lo tanto, el aspecto fundamental que diferencia a los dos sistemas de refrigeración en la elección entre torre de refrigeración evaporativa o refrigerador adiabático es el consumo de agua.

En el sistema adiabático el agua se utiliza sólo para enfriar el aire en contacto con el serpentín aleteado, por lo que su consumo no está relacionado con la cantidad de calor a disipar sino solamente con la eficiencia del sistema de humidificación en relación con la masa de aire que pasa a través de él.  Además, en el sistema adiabático esta necesidad se produce exclusivamente en los días más calurosos del año, limitando así el uso del agua. Es importante prestar atención al sistema utilizado para humedecer el aire.

Hay sistemas que utilizan la ósmosis y el agua atomizada a través de boquillas y bombas a muy alta presión, otros que usan agua desechable distribuida en paquetes de humidificadores de celulosa impregnados, y sistemas que humedecen intermitentemente paquetes de PVC flocados y recuperan el agua proporcionando drenajes sin necesidad de ningún tratamiento. En la economía de gestión de este punto, las implicaciones de la ingeniería de plantas y los costes resultantes deben ser evaluados cuidadosamente.

Por lo contrario, en el sistema evaporativo, el consumo de agua es casi constante a lo largo del año y está estrechamente relacionado con la cantidad de calor que se disipa, a razón de aproximadamente 1 litro por 600 Kcal. El uso del agua plantea diversos problemas que pueden influir en la elección: además del coste, que puede variar de una zona geográfica a otra, existen otros costes relacionados con el tratamiento del agua de reposición, la formación de penachos de vapor en las estaciones frías o la posible formación de hielo. Las razones de más peso son las posibles repercusiones sanitarias e higiénicas que la presencia de agua conlleva en las instalaciones de fontanería e industriales y que deben gestionarse de conformidad con las directrices dictadas por Eurovent a este respecto.

 ¿Puede un enfriador adiabático reemplazar a una torre de refrigeración evaporativa?

Existen dos factores principales que determinan esta posibilidad:

  • Potencial térmico a disipar. En principio, para potencias unitarias de hasta 1 MW, con algunos matices en torno al rendimiento ofrecido, los dos sistemas pueden proponerse como alternativos. Las potencias superiores implicarían máquinas de mayor tamaño, o un mayor número de éstas para hacer que un sistema adiabático no fuera económico.
  • Temperatura requerida para el fluido de salida: en los refrigeradores adiabáticos, en los que el enfriamiento forzado del aire se lleva a cabo por medio de inyección de agua, la eficacia del sistema de humidificación condiciona el límite inferior alcanzado por el fluido que difícilmente puede igualar al de una torre de refrigeración evaporativa, a menos que se utilicen superficies de intercambio considerables.

En conclusión, no siempre puede proponerse de manera indiscriminada un sistema adiabático en lugar de un sistema evaporativo: hay límites en términos de capacidad y rendimiento térmico que deben tenerse en cuenta.

¿Tienen la misma eficiencia los refrigeradores adiabáticos y las torres de refrigeración evaporativas?

La eficiencia de un sistema adiabático está estrechamente vinculada a la eficiencia del sistema de humidificación del aire que se adopte, así como a la forma en que se utilice. Considerando que depende de la velocidad con la que el aire pasa a través del sistema de humidificación y que el intercambio de aire sensible es menos eficiente que el intercambio de aire húmedo latente, está claro que la afirmación de que un enfriador adiabático puede sustituir a una torre de refrigeración evaporativa en las mismas condiciones de eficiencia no es correcta.

Para aumentar el rendimiento del sistema de humidificación es necesario reducir la velocidad del aire mientras que, en las torres de refrigeración evaporativas, es el volumen de aire movido a través del relleno lo que determina la eficiencia del sistema, a mayor velocidad, mayor rendimiento.

¿Puede alcanzar la refrigeración adiabática el mismo rendimiento que la refrigeración evaporativa?

Puede concluirse que se trata de sistemas de diferente naturaleza funcional y cada uno tiene sus propias condiciones óptimas de funcionamiento que no pueden superponerse.

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Torraval
www.torraval.com

Modificado por última vez enLunes, 01 Marzo 2021 09:33

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