Fabian Saenz 9-755-1618 1. ¿Qué es enfriamiento evaporativo? El enfriamiento evaporativo es un proceso natural que aprovecha la evaporación del agua para enfriar el aire. Este enfriamiento ocurre porque el cambio de agua líquida a vapor utiliza calor sin aumentar la temperatura. Al pasar el aire por paneles con un enfriador evaporativo, se humidifica y baja su temperatura al perder parte de su calor. El proceso es sencillo: el aire exterior pasa por estos paneles, se enfría gracias al enfriador evaporativo, y luego se dirige al espacio que se quiere refrigerar. A pesar de utilizar solo agua para modificar la temperatura del aire, el sistema reutiliza hasta un 95% del agua utilizada. Solo una pequeña cantidad se evapora, y el resto se elimina para evitar la acumulación de sales. Por lo tanto, estos sistemas son ideales para entornos cálidos con niveles bajos de humedad. ¿Cómo se representa en la carta psicométrica un enfriamiento evaporativo? Carta Psicrométrica Esta gráfica es la herramienta del diseñador para poder analizar la situación y definir si efectivamente un enfriamiento evaporativo es la solución al problema. Adicionalmente como recomendación, si el equipo será utilizado en oficinas, viviendas y demás lugares se debe sacar la humedad rápidamente haciendo renovaciones de aire, esto con el fin de evitar el crecimiento de hongos y moho, pues estos crecen en ambientes con humedades por encima del 60%. Ventajas y desventajas de la refrigeración evaporativa. Ventajas Desventajas 1. Eficiencia energética: La refrigeración evaporativa suele ser más eficiente energéticamente en comparación con otros sistemas de enfriamiento, ya que no requiere compresores costosos ni consume tanta electricidad. 1. Dependencia del clima: La eficacia de la refrigeración evaporativa está directamente relacionada con la humedad del aire. Funciona mejor en climas secos y cálidos, pero su eficiencia disminuye en ambientes húmedos. 2. Costos operativos más bajos: Dado que la refrigeración evaporativa utiliza agua como refrigerante y no requiere tanta energía eléctrica como los sistemas de aire acondicionado tradicionales, los costos operativos suelen ser más bajos. 2. Necesidad de agua: Este sistema requiere un suministro constante de agua para funcionar, lo que puede ser una limitación en regiones con escasez de agua. 3. Sostenibilidad: Al depender del agua como principal refrigerante, la refrigeración evaporativa es más respetuosa con el medio ambiente en comparación con los refrigerantes químicos utilizados en algunos sistemas de aire acondicionado. 4. Aumento de la humedad relativa: Este sistema aumenta la humedad relativa del aire, lo que puede ser beneficioso en climas secos y contribuir al confort humano. 5. Bajo impacto ambiental: En comparación con los sistemas de aire acondicionado que utilizan refrigerantes químicos, la refrigeración evaporativa tiene un impacto ambiental más bajo, ya que no libera gases de efecto invernadero. 3. Potencial para la proliferación de microorganismos: Si no se realiza un mantenimiento adecuado, el agua estancada en los sistemas de refrigeración evaporativa puede convertirse en un caldo de cultivo para bacterias y hongos, lo que podría afectar la calidad del aire interior. 4. Limitaciones en la reducción de temperatura: La refrigeración evaporativa tiene un límite en cuánto puede reducir la temperatura del aire. En climas extremadamente cálidos, puede no ser tan efectiva como otros sistemas de enfriamiento. 5. Requiere espacio adicional: Los sistemas de refrigeración evaporativa pueden ser voluminosos y requerir espacio adicional para la instalación de equipos como los enfriadores evaporativos. 2. ¿Qué es una torre de enfriamiento? Una torre de enfriamiento industrial es un sistema de refrigeración evaporativa que implica la interacción entre un flujo de agua y una corriente de aire en un intercambiador de calor. Su objetivo es aprovechar el calor latente de evaporación para enfriar el agua del circuito. La eficiencia de una torre de enfriamiento industrial se maximiza al facilitar un contacto óptimo entre estos dos fluidos, asegurando que las gotas de agua sean lo más diminutas posible al entrar en contacto con el aire. ¿Cuál es el funcionamiento de una torre de enfriamiento? Aunque pueda parecer asombroso, el funcionamiento de una torre de enfriamiento industrial no se basa en un milagro, sino en una tecnología que hemos estado utilizando durante siglos: la evaporación. Estas torres rocían el agua que se desea enfriar sobre un conjunto de láminas, conocido como relleno intercambiador. Simultáneamente, un flujo de aire, en dirección opuesta o perpendicular a las gotas, circula a través de las láminas, ocasionando que una pequeña fracción del agua se evapore. Este proceso genera un intercambio de calor. Finalmente, el agua ahora enfriada se recoge en un depósito. ¿Cuáles son los tipos de torres de enfriamiento? Como ocurre con casi todas las tecnologías, existen varios tipos de torre de enfriamiento distintos, por lo que se debe escoger la solución que mejor se adapte a nuestras circunstancias. De forma general, podríamos dividir las torres de refrigeración en dos grandes grupos: - Sistemas de tiro natural: funcionan sin el ventilador. Basados en efecto chimenea. Suelen servir para enfriar y mover grandes volúmenes de agua, por lo que se emplean, más que nada, en industrias grandes y en centrales eléctricas. Funcionan mejor en estos contextos porque el agua en gotas, al generar un foco de calor en la parte alta de la torre, provoca que el aire suba. Basados en el efecto Venturi. Son más comunes cuando se quieren enfriar aguas que no llegan a unas temperaturas tan altas (cargas térmicas medias y bajas). - Sistemas con ventilación mecánica: necesitan uno o más ventiladores para funcionar. De tiro forzado. La ventilación mecánica se instala en la parte baja de la torre, obligando a que el aire pase por el relleno y salga a través de la parte superior. De tiro inducido. Ocurre al contrario: el ventilador está en lo alto de la torre y extrae el aire del interior, que ha entrado en la torre mediante unas aberturas en la parte de debajo de la misma. ¿Cuándo se debe utilizar una torre de enfriamiento? Mencione aplicaciones y usos industriales. Las torres de enfriamiento se aplican en diversas industrias para gestionar el calor generado durante procesos industriales. Su uso es frecuente en plantas de energía, donde ayudan a disipar el calor producido durante la generación de electricidad. Además, son esenciales en la fabricación, como la metalurgia y la producción química, para controlar las temperaturas y mantener la eficiencia de los procesos. También son fundamentales en sistemas de refrigeración a gran escala, como en centros de datos y la industria alimentaria, donde contribuyen a mantener temperaturas adecuadas para el funcionamiento eficiente de equipos y procesos. En la industria del petróleo y gas, así como en la refinación de productos químicos, las torres de enfriamiento son vitales para controlar el calor en diversas etapas del proceso. En resumen, estas torres son una herramienta clave en situaciones industriales donde el control térmico es esencial. 3. ¿Qué es el condensador evaporativo? Un condensador evaporativo es un dispositivo de enfriamiento empleado en situaciones donde la energía térmica de un sistema de refrigeración no puede ser aprovechada y debe ser eliminada mediante la generación de vapor de agua. El funcionamiento de este condensador se basa en el mismo principio que el de las torres de refrigeración, que implica un intercambio de calor del fluido a enfriar en el interior del equipo. A diferencia de las torres de refrigeración, donde el intercambio ocurre en una superficie de contacto conocida como "relleno", en los condensadores evaporativos, el intercambio se efectúa a través de un conjunto tubular por el cual circula el fluido a enfriar. ¿Cómo es su funcionamiento? El refrigerante sobrecalentado que va a ser condensado ingresa a través del colector superior del serpentín. Este serpentín, a su vez, se mantiene constantemente húmedo mediante la pulverización de agua que circula dentro del condensador. La refrigeración del agua se logra a través de la evaporación al entrar en contacto con el aire; la pulverización en finas gotas facilita el intercambio de calor entre el aire y el agua. En sentido contrario al flujo del agua, circula aire aspirado por los ventiladores ubicados en la parte superior. La evaporación de una parte del agua en recirculación elimina el calor de la superficie de intercambio del serpentín. El rendimiento de este proceso está influenciado por la temperatura de bulbo húmedo. ventajas y desventajas. Ventajas 1. Sus grandes tamaños 2. Problemas en su regulación 3. Su coste es bastante elevado Ventajas 1. Eficiencia energética. 2. Disminución de costes operativos 3. Tecnología respetuosa con el medioambiente Un mantenimiento adecuado minimiza los riesgos higiénico-sanitarios de una tecnología eficiente ¿Cuál es la diferencia entre el condensador evaporativo y la torre de enfriamiento? algunas de las distinciones entre un condensador evaporativo y una torre de enfriamiento. Una diferencia clave es que el condensador evaporativo se encarga de enfriar el refrigerante primario del sistema de refrigeración, función que la torre de enfriamiento no desempeña. Aunque comparten principios físicos similares, las torres de refrigeración llevan a cabo la transferencia de calor en el relleno, mientras que en el condensador, dicho intercambio ocurre en un haz tubular por el cual circula el líquido o agua para disipar calor. Otro punto de divergencia es el tiempo y las etapas requeridas para lograr los efectos de enfriamiento. Las torres de enfriamiento implican dos fases en la eliminación de calor, primero transferir el calor al refrigerante en circulación mediante una unidad condensadora y luego realizar el rechazo del calor atmosférico. En cambio, los condensadores evaporativos para enfriadores realizan el proceso de rechazo de calor en una sola etapa. 4. Presente tres investigaciones recientes (Entre 2018-2023) sobre los ciclos de refrigeración ó sistemas de refrigeración innovadores o refrigerantes. 1. Ciclos de refrigeración Termodinámica II Universidad politécnica salesiana ecuador 2. Desarrollo de los sistemas de refrigeración en Panamá durante la última década 3. "Refrigerantes sintéticos: presente, pasado y futuro" fue la primera conferencia magistral impartida por el Dr. Angel Barragán Cervera Referencias https://haverland.com/2020/02/11/que-es-el-enfriamiento-evaporativo-y-para-que-sirve/ https://www.mundohvacr.com/2012/08/sistemas-de-enfriamiento-evaporativo/ https://www.cofrico.com/consejos-tecnicos/que-es-una-torre-de-enfriamientoindustrial/#:~:text=Una%20torre%20de%20enfriamiento%20industrial%20o%20torre%20d e%20refrigeraci%C3%B3n%20es,enfriar%20el%20agua%20del%20circuito. https://www.ashrae.org/about/ashrae-en-espa%C3%B1ol https://industrysurfer.com/blog-industrial/condensador-evaporativo-una-guia-facil-deentender-blog-de-fabricacion-industrial/ https://es.scribd.com/document/320321476/Investigacion-Ciclos-de-Refrigeracion https://www.acrlatinoamerica.com/2023020618845/noticias/empresas/desarrollo-de-lossistemas-de-refrigeracion-en-panama-durante-la-ultima-decada.html https://www.ugto.mx/noticias/quehacer-institucional/101-investigacion/17872-promueveninvestigacion-y-desarrollo-de-tecnologias-en-refrigeracion-en-el-congreso-internacionalciter