Comparacion entre Sistemas Evaporativos y Sistemas "SOLO AIRE"

Comparacion entre Sistemas Evaporativos y Sistemas "SOLO AIRE"

Las diferencias esenciales en los resultados obtenibles de los dos procedimientos de enfriamiento proceden de la diferencia de recursos que ponen en juego por su propia naturaleza.

Los procedimientos “todo aire” (secos):

Realizan el intercambio de energía calorífica en forma de calor sensible, determinado por el calor específico del aire, su caudal y peso específico y el cambio de temperatura que experimenta durante el proceso.

Qa = Ma · ce · Δt ≈ 1,2 Va ΔT ; siendo Ma = Va · pa

Qa = Potencia térmica disipada (absorbida por el aire)(kW)

Ma = Caudal másico de aire puesto en circulación (kg/s)

ce = Calor específico del aire (kJ/kg K)

ΔT = Cambio de temperatura que experimenta el aire en circulación ( 0C)

Va = Caudal volumétrico de aire puesto en circulación (m3/s)

pa = Densidad del aire (kg/m3) 

 

Al considerar los valores medios resulta un factor de transporte muy bajo, esto es, se requiere un gran volumen de aire en circulación y un considerable consumo en los motores de los ventiladores en proporción al calor disipado.

 

b) El límite inferior de enfriamiento queda fijado por la temperatura seca del ambiente y una aproximación a ella de 150C como media para los condensadores y de 6 a 12 0C para aerorrefrigeradores.

 

Esto puede significar temperaturas mínimas de enfriamiento de agua o líquidos de 38 a 50 0C en las horas centrales diurnas de verano (para temperaturas de ambiente de 32 a 38 0C, dependiendo de la zona).

 

En el caso de condensadores por aire de sistemas frigoríficos para climatización, según sea el refrigerante empleado, resultarán las presiones correspondientes a temperaturas de condensación de 45 a 55 0C. 

 

Los procedimientos evaporativos (húmedos):

 

c) Realizan el intercambio de energía calorífica en una pequeña proporción en forma de calor sensible, determinado por el calor específico del aire, su caudal y peso específico y por el cambio de temperatura que experimenta. La mayor parte del intercambio de energía se realiza según un proceso en el que entra en juego el calor latente de vaporización de una pequeña parte del agua puesta en circulación.

 

Qt = Qa + Qw 

 

Qa = Ma · ce · ΔT ≈ 1,2 Va ΔT ; siendo Ma = Va · pa

Qw = Mw · cv ≈ 1000 Vw cv ; siendo Mw = Vw · p

Q = Potencia térmica total disipada (kW)

Qw = Potencia térmica disipada (absorbida por la evaporación del agua) (kW)

Mw = Caudal másico del agua evaporada (estimado entre un 1 a 3% del caudal circulante) (kg/s)

Cv = calor latente de vaporizacion del agua (kJ/kg)

Vw = Caudal volumétrico de agua evaporada (m3/s)

pw = Densidad del agua (kg/m3)

Para el agua, con valores medios de cv = 2550 kJ/kg y de

pw = 1000 kg/m3, resulta un factor de transporte muy alto, esto es, se requiere relativamente un reducido volumen de aire en circulación y reducido consumo en los motores de los ventiladores en proporción al calor disipado, aunque se añade el consumo de una bomba de recirculación adicional, cuya potencia depende de la complejidad y distancias en el sistema.

 

d) El límite inferior de enfriamiento queda fijado por la temperatura húmeda del ambiente y una aproximación (véase Apéndice II) a ella de hasta 3 0C (suelen recomendarse aproximaciones de entre 4 a 6 0C).

 

Esto puede significar temperaturas mínimas de enfriamiento de agua o líquidos de 24 a 32 0C en las horas centrales diurnas de verano (para temperaturas húmedas de ambiente de 21 a 26 0C, dependiendo de la zona).

 

En el caso de condensadores evaporativos de sistemas frigoríficos, en verano y con las temperaturas de bulbo húmedo citadas, pueden obtenerse las presiones correspondientes a unas temperaturas de condensación de 32 a 37 0C. 

 

Desde el punto de vista energético, son ventajosos los sistemas evaporativos, tanto más cuanto más elevadas y con mayor duración se den las temperaturas del ambiente.

 

Tanto en el caso de condensadores como en el de torres, atendiendo a sistemas frigoríficos de climatización, el empleo de sistemas evaporativos permite rebajar las temperaturas de condensación en verano hasta unos 15 0C o más, según los casos, con respecto a las obtenibles enfriando por aire, lo que se traduce en un considerable aumento de capacidad del compresor y de reducción de potencia para su accionamiento, que repercute en notables ahorros energéticos de entre un 20 a 30% con respecto a los procedimientos de enfriamiento de condensación por aire. 

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