Cómo influye la refrigeración evaporativa en el ahorro energético y la protección medioambiental

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refrigeracion evaporativa y ahorro energetico
04/02/2021

La influencia de la refrigeración evaporativa en el ahorro energético y en la protección medioambiental es un hecho constatado. El principio de refrigeración evaporativa, aplicado en las torres de enfriamiento y en los condensadores evaporativos, incrementa los niveles de ahorro energético y económico, tanto en lo que se refiere al gasto asociado al uso generalizado del aire acondicionado como a la demanda de frío requerido en muchos procesos, los principales responsables de la demanda energética actual. Asimismo, se trata de una tecnología limpia y respetuosa con el medio ambiente, que favorece la reducción de los efectos del cambio climático.

La protección del medio ambiente es uno de los grandes retos de la sociedad actual y, en este contexto, la reducción de las emisiones CO2, así como de las de gases de efecto invernadero, y la mejora de la eficiencia energética, son objetivos a lograr.

El marco de actuación de la Unión Europea en materia de clima y energía para el periodo 2021-2030 persigue una economía baja en carbono y un sistema energético que garantice energía asequible para los consumidores y reduzca la dependencia de las importaciones de energía. Entre estos objetivos, la reducción en un 40% de las emisiones de gases de efecto invernadero y la mejora de la eficiencia energética en un 32,5% resultan fundamentales y en ambos casos la refrigeración evaporativa puede desempeñar un papel de primer orden, tanto por la forma en la que contribuye al ahorro energético, como por su capacidad para minimizar la emisión de gases de efecto invernadero.

¿Cómo contribuye la refrigeración evaporativa a la reducción de las emisiones?

Para el año 2030, el objetivo obligatorio es reducir las emisiones de la UE en un mínimo del 40% con respecto a 1990. En buena parte, se trata de emisiones generadas por los sectores con mayor consumo energético –industria química, alimentación o producción de vehículos-.

Estas industrias requieren en sus procesos de fabricación de frío y la producción de este frío necesita, a su vez, de energía eléctrica. El mantenimiento de la temperatura correcta de los fluidos o de las salas dentro de estas industrias tiene un enorme impacto en la rentabilidad de las plantas.

Los equipos de refrigeración evaporativa basan su funcionamiento en la utilización del agua para generar frío, garantizando su calidad, reutilización, reducción de su consumo y aprovechamiento. El agua no aporta emisiones de CO2 y se reduce el efecto invernadero al limitarse las emisiones de CO2 indirectas gracias al ahorro de energía eléctrica consumida, y directas, por el menor riesgo de fugas de gases refrigerantes.

¿Cómo consigue la refrigeración evaporativa incrementar el ahorro energético ?

Para 2030 se establece un objetivo general de eficiencia energética del 32,5%, que la UE deberá alcanzar colectivamente y con una cláusula de revisión al alza en 2023 a más tardar.

En este contexto, hay que destacar que los equipos de refrigeración evaporativa generan un ahorro energético muy superior a otras alternativas, por lo que su uso es recomendable en aquellas industrias que necesitan frío en sus procesos de fabricación.

En resumen, ofrecen una combinación idónea de uso de energía y coste de instalación, que deriva en una óptima relación inversión/rendimiento frente a soluciones similares:

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. El consumo de energía eléctrica por parte de torres y condensadores es muy inferior, en consecuencia, al requerido por los equipos de refrigeración por aire. Estos últimos requieren un compresor, un motor de accionamiento eléctrico y un condensador de tamaños y costes superiores.

Eficiencia del proceso

La reducción del consumo energético se consigue por dos motivos: la eficiencia del proceso y el alto rendimiento energético que ofrece. La eficiencia viene dada porque, cuanto mayor es la eficiencia del proceso industrial, menor es la cantidad de energía que se pierde y más fácil es deshacerse del calor residual. El alto rendimiento se deriva de que la refrigeración evaporativa permite conseguir temperaturas de enfriamiento de agua de hasta +25ºC o inferiores, así como el empleo de intercambiadores de calor intermedios, lo que significa que el fluido procesado puede enfriarse en circuito cerrado hasta 30ºC o menos.

Alto rendimiento energético

En comparación con alternativas similares, la energía empleada para la evacuación del calor o para el proceso de refrigeración es baja, y también el consumo de los motores de ventilación es inferior. Por ejemplo, su capacidad de ahorro energético supera la ofrecida por soluciones, como, por ejemplo, los autorefrigeradores que se han venido utilizando ampliamente en grandes superficies, pero que, sin embargo, son menos eficientes e incrementan el consumo. En este sentido, según un estudio comparativo, realizado por el ICAEN (Instituto Català de Energía) hace unos años, la evolución de las curvas de rendimiento energético indica que, en cualquier potencia, los sistemas energéticamente más eficientes son los húmedos, seguidos de los híbridos y, a gran distancia, de los secos.

Condensación y ahorro energético

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 en la instalación frigorífica. En una instalación de aire acondicionado típica, la comparación de los consumos energéticos arroja cifras ilustrativas: los equipos de condensación por agua -torres de refrigeración y condensadores evaporativos-, ofrecen, frente a los de condensación por aire, un ahorro en el consumo de hasta el 45%. Algo similar se produce en las instalaciones frigoríficas, donde las potencias absorbidas son sensiblemente inferiores cuando la condensación del refrigerante se realiza mediante agua enfriada por torres y condensadores evaporativos frente a cuando se hace con aire.

Acondicionamiento de aire

El acondicionamiento de aire una de las principales aplicaciones de la refrigeración evaporativa. Tanto por su uso como por su diseño estos equipos ahorran energía. En primer lugar, las temperaturas más bajas de enfriamiento de agua aseguran un funcionamiento óptimo del proceso y reducen el consumo de energía; en segundo lugar, el equipo es altamente eficaz energéticamente debido al uso de transferencia de calor latente de evaporación.

¿Y cómo ayuda la refrigeración evaporativa a la protección medioambiental?

En la medida que los equipos de refrigeración evaporativa incrementan la eficiencia energética, contribuyen a la protección del medio ambiente y garantizan la sostenibilidad medioambiental y económica.

Es más, estos equipos no son nocivos para el entorno, ya que el uso que hacen del agua forma parte de su ciclo hidrológico natural, en concreto en el punto del proceso correspondiente a la evaporación.

En este sentido, hay que recordar que:

  • El 98% del agua que se usa en una torre es reutilizada, quedando un 1% para la evaporación y 1% para la purga.
  • La menor energía que requieren estas instalaciones frente a los equipos de enfriamiento de la condensación por aire supone un gran ahorro en el gasto de agua en origen derivado de la producción eléctrica necesaria para su funcionamiento.
  • Con estos equipos se reduce el consumo y se mejora el aprovechamiento del agua.
  • En su proceso de funcionamiento evaporan un 1% del caudal total de agua por cada 7 ºC de refrigeración, vapor de agua que sale de la torre a través de los separadores de gotas.
  • La escasa huella hídrica (HH) que dejan tras de sí, un beneficio en línea con la seguridad hídrica. Este indicador evalúa el volumen total de agua dulce empleado en la producción de bienes y servicios, un elemento a tener en cuenta en la valoración del coste económico y medioambiental de cualquier producto. La Huella Hídrica no solo permite evaluar qué tecnología es más conveniente en cada momento y para cada aplicación, sino que, además, se trata de una herramienta de concienciación.
  • Las mejoras de carácter tecnológico permiten considerar que el fenómeno de arrastre, con los separadores de alta eficiencia puestos en el mercado, representa entre un 0,01% y un 0,002% (en ciertos modelos) del caudal de agua en recirculación, la cantidad de agua que pudiera llegar a perderse en el arrastre es entre 20 y 100 veces menor que el agua evaporada y hasta quinientas en algunos modelos.

Conclusiones

En una sociedad como la actual en la que el ahorro de energía y la búsqueda de fórmulas que contribuyan a mejorar la eficiencia energética resultan prioritarias, la refrigeración evaporativa ofrece en todas aquellas aplicaciones en las que se requiere refrigeración, unos ratios de eficiencia energética muy superiores a los proporcionados por otros sistemas. Además, al favorecerse el ahorro energético se promueve un crecimiento sostenible.

En resumen, esta tecnología desempeña un papel de primer orden en materia de protección medioambiental, en le medida que realiza un uso responsable y sostenible del agua, favoreciendo la reducción de su consumo y su reutilización de modo seguro.

Artículo redactado por la Comisión Técnica de AEFYT – Asociación de Empresas de Frío y sus Tecnologías

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