El enfriamiento eficiente es un factor de éxito importante para la industria HVAC y para los data centers. Los principales actores para lograr tal propósito son los enfriadores o condensadores, que se deben seleccionar cuidadosamente, con especial atención en una operación silenciosa y una inversión y costos operacionales mínimos.
Ian Runsey / Fotografías: cortesía de Güntner.
El pre-enfriamiento adiabático del aire entrante es lo último en tecnología de dry-coolers. Cuando la temperatura ambiente alcanza su pico máximo, el aire que entra por el intercambiador de calor pasa por un proceso de enfriamiento previo, en el que alcanza la temperatura de bulbo húmedo. Esto ocurre gracias a que el aire se traslada a través de los paneles de enfriamiento, sin formación de aerosol y sin escurrimiento de agua a la superficie laminada.
La formación de las planchas de celulosa con diferentes ángulos para formar el panel crea un canal único de flujo cruzado, que propicia un excelente nivel de contacto entre el aire y el agua, lo que genera una evaporación excepcional. El material de celulosa recibe una impregnación especial y un tratamiento para proveer una humedad eficiente de las extensas superficies de contacto del panel de enfriamiento. Esta característica única para absorber y dispersar grandes cantidades de agua minimiza el riesgo de arrastre de gotas de agua y mantiene la eficiencia de humidificación a un nivel elevado durante varias horas de funcionamiento. La impregnación también sirve para reforzar el material y hacerlo autosoportante.
El proceso de pre-enfriamiento mantiene la temperatura requerida del fluido saliente o las temperaturas de condensación en las condiciones ambientales máximas. El proceso de pre-enfriamiento aumenta de manera significativa la capacidad térmica del enfriador o condensador, con uso de agua mínimo.
Los paneles de enfriamiento se instalan con una ligera inclinación, casi paralela a la superficie laminada, para optimizar la distribución de agua a lo largo de los paneles y maximizar su eficiencia. El sistema de distribución de agua se ha diseñado de forma estratégica para ofrecer una distribución de agua equitativa a lo largo de la superficie de los paneles, lo que minimiza el riesgo de espacios secos.
Los ángulos acanalados del panel aseguran que el flujo de agua se dirige hacia el lado de entrada de aire, donde ocurre la mayor parte del proceso de evaporación. El aire caliente que fluye a través de los paneles evapora un poco del agua. El exceso de agua distribuida a lo largo del panel de enfriamiento contribuye a un enjuague continuo de los paneles, así que se minimiza el riesgo de incrustación y de obstrucciones de la entrada de polvo. Por lo tanto, se previene la formación de suciedad y acumulación de residuos en la superficie laminada del intercambiador de calor.
La opción de agregar controladores programables permite al usuario determinar el punto de switch-over que se requiere para temperaturas ambiente más elevadas. A menores temperaturas ambiente, cuando el pre-enfriamiento no se requiere, el sistema de distribución de agua se puede drenar para reducir el consumo de agua.
Como opción adicional se pueden agregar motores electroconmutados para minimizar el consumo de energía del motor y se pueden controlar de manera interna. La combinación de motor-ventilador electroconmutados brinda una gran eficiencia del rotor externo.
El aumento de la capacidad térmica durante las condiciones ambientales máximas reduce los costos totales. La reducción en el uso de energía del compresor permite un mayor coeficiente de rendimiento con una reducción significativa de la huella de instalación.
Otros equipos usan agua como fuente de enfriamiento evaporativo a lo largo del año. La alternativa adiabática sólo usa agua en las condiciones ambientales máximas, lo que señala una reducción importante en los costos de agua, tratamiento de agua, químicos y drenaje.
Características
• Amplio rango de unidades: el concepto de diseño modular permite un gran rango de tamaños y tipos de unidades para acomodar cualquier requerimiento de capacidad de enfriamiento en los días más cálidos
• Bajo consumo de energía
• Opción de agregar motores electroconmutados para una eficiencia mayor
• La superficie del intercambiador de calor siempre se mantiene seca, sin producir arrastre de agua al serpentín
• Operación de eficiencia energética (en modo dry-cooling debido a una caída de presión reducida mediante el reacomodo de paneles de enfriamiento)
Ventajas de un sistema adiabático
• Menor inventario de refrigerante
• Mayor capacidad de enfriamiento
• Trabajo reducido comparado con el realizado por chillers y condensadores
• Menor huella de instalación
• Operación higiénica
• No existe riesgo de Legionella, ya que no ocurre formación de aerosol del agua y ésta tampoco se recircula; es una aplicación con reducción o eliminación de humedad, por lo que no requiere análisis ni pruebas de laboratorio
• Mantenimiento reducido
• El reemplazo de los paneles es muy sencillo
• El efecto de limpieza de aire que crean los paneles de enfriamiento reduce los requerimientos de limpieza de la superficie del intercambiador de calor
• Hay mucha disponibilidad de equipo
• Óptimo para enfriamiento libre
• Cambia de seco a húmedo; su operación permite un mayor enfriamiento sin costo adicional y reduce el consumo total de agua
• Sin formación de incrustación en la superficie laminada del intercambiador de calor
• Mayor vida de servicio del enfriador / condensador y enfriador por ráfaga
• Sin necesidad de bombas de alta presión
Aplicaciones:
• HVAC
• Data centers
• Operaciones de enfriamiento libre
• Enfriamiento de procesos
• Farmacéutica
• Hospitales
• Aplicaciones energéticas
• Ciclos Rankine con fluido orgánico
• Aplicaciones tipo ráfaga
• Condensadores enfriados por aire y enfriadores de fluidos en áreas con condiciones de bulbo húmedo bajo
• Aplicaciones que requieren menor espacio (huella de instalación)
• Alternativa para reducir el inventario de refrigerante dentro del sistema
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Ian Runsey
Vicepresidente de Güntner de Estados Unidos, director de Administración de Producto en Güntner Norte y Latinoamérica.
Cuenta con un título profesional de Técnico Superior en Ingeniería de Refrigeración y ha trabajado en la industria de HVACR durante los últimos 32 años.
