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Refrigeración evaporativa: construcción y rehabilitación sostenible

Comisión Técnica de Aefyt07/04/2021
La refrigeración evaporativa es una alternativa que permite lograr el ahorro y la eficiencia energética que, en la actualidad, demanda el sector de la construcción y de la rehabilitación, ya se trate de edificios industriales, comerciales o de viviendas. Uno de los elementos que en mayor medida influye en el consumo de energía en cualquier edificio es el sistema de acondicionamiento empleado, ya se trate de calefacción o de frío y es aquí donde entran en juego las torres de refrigeración y los condensadores evaporativos.
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Si se tiene en cuenta que el gasto energético en calefacción, aire acondicionado y agua caliente sanitaria ocupa un alto porcentaje en la actualidad, la actuación en la mejora energética de los equipos destinados al enfriamiento, tanto industrial como doméstico, puede tener un alto impacto en los índices de consumo.

En España, los edificios son responsables hasta del 31% del consumo de la energía, por lo que asegurar el ahorro energético es una prioridad, debiéndose primar la climatización como un elemento clave desde el mismo momento del diseño de cualquier inmueble. Además, la reducción del consumo de energía representa una prioridad a la hora de acometer una urbanización respetuosa con el entorno y acorde a los principios bioclimáticos.

En este contexto, los equipos que aplican en su funcionamiento el principio de refrigeración evaporativa desempeñan un papel fundamental en el ahorro energético, constituyéndose, por su funcionamiento y diseño, como una alternativa en cualquier acción constructiva.

Sin embargo, se ha producido una clara expansión de los dispositivos de condensación por aire, favorecida, entre otros factores, por una legislación restrictiva al empleo de los de base evaporativa, fundamentándose en temores de carácter bio-sanitario causados por la bacteria Legionella. Sin embargo, los equipos de refrigeración evaporativa son totalmente seguros con un correcto mantenimiento, como indica la Ley y como recomiendan todos los fabricantes, a lo que se suma que los últimos avances técnicos de los últimos años han venido a ofrecer mayores garantías de seguridad y de eficiencia. En contrapartida, los equipos de condensación por aire ofrecen condiciones inferiores en lo que a ahorro energético se refiere. 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, menor en la condensación evaporativa que en la condensación por aire

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¿Qué es la refrigeración evaporativa?

El enfriamiento evaporativo es un proceso natural que utiliza como refrigerante el agua, medio que se ha demostrado eficaz en la disipación de calor excedente a la atmósfera. Este proceso se hace efectivo gracias al establecimiento de un estrecho contacto entre el agua en circulación y una pequeña corriente de aire, de forma que, mediante la evaporación de una mínima parte de agua, la mayor parte del calor se transfiere al aire, el cual se descarga más caliente y saturado.

Asimismo, la tecnología empleada en las instalaciones frigoríficas y de aire acondicionado con condensación por agua contribuye a la reducción del efecto invernadero al limitar las emisiones de CO2 indirectas, gracias al ahorro de energía eléctrica consumida, y directas, debido al menor riesgo de fugas de gases refrigerantes al trabajar las instalaciones con presiones relativamente más reducidas.

La utilización de torres de enfriamiento y condensadores evaporativos permite el desarrollo del proceso de refrigeración eficiente, capaz de ahorrar energía, en la medida que sólo consumen agua y la reducida energía requerida por los ventiladores utilizados para mover el aire y por las bombas para impulsar el agua. Estos sistemas permiten, además, la disminución de la contaminación vinculada a su producción y generan una menor dependencia de fuentes limitadas.

La tecnología de condensación por enfriamiento tiene tres grandes protagonistas: los sistemas húmedos (torres de refrigeración y condensadores evaporativos), los sistemas secos (aerocondensadores) y los sistemas híbridos. En términos generales, para un consumo energético, las torres de refrigeración disipan aproximadamente cuatro veces más calor que los sistemas secos y el doble que los híbridos. En este aspecto, la ventaja de las torres de refrigeración y condensadores evaporativos es clara. La decisión de instalar uno u otro sistema depende en gran medida de las necesidades de la industria o instalación que se desee refrigerar y en este sentido los cálculos energéticos son un dato clave que debería guiar la decisión de las ingenierías.

Las claves de la eficiencia energética en los equipos de refrigeración evaporativa

España está lejos de alcanzar los objetivos deseables en materia de ahorro energético en construcción y rehabilitación, tal y como lo demuestran los diferentes informes publicados a este respecto, por lo que la adopción de medidas que permitan reducir el consumo resulta prioritaria.

Desde el punto de vista económico, estos equipos ofrecen una combinación idónea de uso de energía y coste de instalación, que deriva en una óptima relación inversión/rendimiento frente a soluciones similares. Además, la inversión media inicial es menor y resulta de rápida recuperación gracias al ahorro energético generado y la eficiencia energética es, como decíamos, prioritaria en cualquier construcción actual.

El sector de la construcción y de la rehabilitación demanda soluciones eficientes desde el punto de vista energético y la refrigeración evaporativa garantiza el ahorro energético en los sistemas de refrigeración y climatización en edificios, manteniendo el respeto medioambiental y contribuyendo al cumplimiento de los objetivos de ahorro prioritarios en cualquier construcción.

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Sus principales beneficios pasan por:

  • La instalación es sencilla y rápida, en la medida que no se requieren grandes obras.
  • El espacio ocupado por los sistemas húmedos es siempre inferior al de otras tecnologías y, además, la torre de refrigeración es el equipo más silencioso, con un 9% menos de presión sonora que los adiabáticos y un 7% menos que los sistemas secos, mientras que los híbridos son los equipos que emiten más ruido.
  • Su consumo de energía eléctrica es inferior. En los sistemas de refrigeración por aire, al incrementarse la temperatura de condensación, disminuye la producción frigorífica de la instalación, es decir, para producir el mismo efecto frigorífico se requieren un compresor, un motor de accionamiento eléctrico y un condensador de tamaños y costes superiores.
  • La utilización de agua es reducida, de modo que el ahorro, comparado con sistemas de refrigeración de un solo paso, supera el 95%. El agua es recirculada y devuelta al ambiente en forma de vapor y de agua de drenaje.
  • Precisamente, la disminución del consumo energético y de las fugas de gas se consigue por la eficiencia del proceso y el alto rendimiento energético. La posibilidad de conseguir temperaturas de enfriamiento de agua en nuestra zona climática de hasta +25°C o inferiores, permite el empleo de intercambiadores de calor intermedios, lo que significa que el fluido procesado puede enfriarse en circuito cerrado hasta 30°C o menos. En comparación, con los equipos de enfriamiento por aire, que dependen de la temperatura ambiente de bulbo seco, las temperaturas mínimas que pueden lograrse son muy superiores y pueden llegar hasta los 50°C.
  • Su eficiencia se ha incrementado gracias a la utilización de materiales resistentes a la corrosión y a los tratamientos de mantenimiento que, además de garantizar la protección frente a la Legionella, optimizan el funcionamiento del equipo.

Avances técnicos que incrementan la eficiencia energética

La evolución de los equipos de refrigeración evaporativa en los últimos años ha sido constante. Entre los avances técnicos destacan, precisamente, los que optimizan el rendimiento energético de las torres de enfriamiento.

Entre estas últimas, los motores de alta eficacia, que responden a las normas IE 2 e IE 3, ofrecen un rendimiento muy elevado. A ello contribuyen los convertidores de frecuencia que permiten la regulación y el control del funcionamiento del equipo, de forma que la necesidad de energía se ajusta exactamente a las necesidades de consumo y mantenimiento. El resultado es un funcionamiento de la torre “a la carta” con la consiguiente optimización energética.

Tanto en lo referente a la eficiencia energética como a la seguridad socio-sanitaria, el correcto mantenimiento de una torre de refrigeración es un factor irrenunciable. Los fabricantes de los equipos de última generación también tienen en cuenta la necesidad de facilitar el trabajo de los técnicos de mantenimiento con avances como sistemas de purga automatizados que evitan altas concentraciones de sal. Asimismo, las torres pueden incorporar sistemas de control bacteriológico y de tratamiento de agua en continuo que las mantienen en óptimas condiciones.

Conclusiones

El ahorro de energía y la búsqueda de fórmulas alternativas que contribuyan a disminuir el consumo de energía se han convertido en una constante en los últimos años, por lo que la adopción de medidas que aseguren el ahorro energético tanto de las nuevas construcciones como en las rehabilitaciones ha proliferado, a menudo, auspiciadas por ayudas estatales y por la propia legislación.

La utilización de torres de enfriamiento y condensadores evaporativos permite el desarrollo del proceso de refrigeración eficiente, capaz de ahorrar energía, en la medida que sólo consumen agua y la reducida energía requerida por los ventiladores utilizados para mover el aire y por las bombas para impulsar el agua.

Estos sistemas permiten, además, la reducción de la contaminación vinculada a su producción y generan una menor dependencia de fuentes limitadas.

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