Análisis 9: Enfriamiento evaporativo de dos etapas

En un enfriamiento evaporativo de dos etapas entra un caudal de 1.2 m³/s de aire húmedo a 32 °C (db) y 45 % de HR a la batería de enfriamiento, posteriormente recorre un enfriamiento evaporativo hasta alcanzar una humedad relativa del 75 %.

Factor de by-pass de la batería de enfriamiento sensible: 22%

Temperatura de rocío del aparato: 23 °C

Altura sobre el nivel del mar: 2000 m

Determinar:

• Eficacia de la segunda etapa evaporativa

• Temperatura del agua

• Capacidad de refrigeración

• Caudal másico de agua

• Irreversibilidad

• Eficiencia exergética de los equipos

• Diagrama energético

• Diagrama exergético

Los climatizadores evaporativos utilizan la evaporación del agua para enfriar el aire. Esta técnica se utiliza en países con climas más cálidos. Se trata de una técnica en extensión. Al pasar el aire caliente por un medio mojado, el agua se evapora y absorbe el calor del aire, lo que hace bajar la temperatura del aire. Para compensar esta pérdida de temperatura del aire, estos sistemas suelen ir acompañados por un calentamiento antes, o después del propio enfriamiento evaporativo.

Las unidades de refrigeración evaporativa sólo utilizan agua para enfriar el aire. No hay refrigerantes químicos en el proceso. Además, los acondicionadores de aire evaporativos utilizan mucha menos electricidad en comparación con los sistemas refrigerados, todo ello se traduce en unas características de ahorro energético y beneficios medioambientales.

Además, los climatizadores evaporativos utilizan un 100% de aire fresco del exterior, no recirculan el aire interior, generándose zonas confortables y saludables. Esto hace mejorar la calidad del aire interior, ya que el aire entrante empuja de forma natural el aire viciado hacia el exterior del edificio desde las puertas, las ventanas o el sistema de extracción.

Enfriamiento evaporativo en dos etapas:

La primera etapa (indirecta) utiliza agua fría de recirculación para reducir el calor del aire. Como no se añade humedad, el aire que sale del intercambiador de calor tiene una temperatura de bulbo seco y de bulbo húmedo inferior a la del aire exterior. En la segunda etapa de enfriamiento (directa) la temperatura del aire baja más mediante la evaporación del agua. Adecuado para clima húmedo y condiciones tropicales, para grandes superficies, consiguiendo reducir el consumo de agua y de energía, con posibilidad de uso en calefacción.

Diagrama energético:

Diagrama exergético: