Un sistema de refrigeración adiabático aprovecha la diferencia entre la temperatura de bulbo seco y la temperatura de bulbo húmedo del aire. Esta diferencia puede variar en la práctica entre 0 y 9 °C, dependiendo de la humedad relativa del aire y de la presión atmosférica. En consecuencia, mientras más grande sea esta diferencia, es más factible la utilización eficaz del enfriamiento adiabático, en sistemas de climatización industrial y comercial.

 

¿Cómo se realiza el enfriamiento adiabático?

Normalmente, el aire tiene afinidad por el agua. Por tanto, mientras más seco esté el aire, más humedad podrá absorber. De esta forma, un aire a 30 °C, con 60 % de humedad relativa, puede perder hasta 4,5 °C si se satura con agua hasta el 85 %. Sin embargo, cuando el aire ya posee un 85 % de humedad relativa, solo puede absorber agua hasta llegar a 95 %. En tal caso, apenas podrá perder 1,5 °C, aproximadamente.

Para agregarle humedad al aire, el mismo se hace pasar a través de paneles de celulosa humedecidos. Además, también se puede pulverizar agua directamente en la corriente de aire. Esta es la forma en que funciona un refrigerador adiabático para reducir la temperatura del aire.

 

¿De qué está compuesto el sistema de refrigeración adiabático?

El sistema de refrigeración adiabático está compuesto de una caja o estructura metálica cerrada. Dentro de la caja, un ventilador eléctrico fuerza el aire a través de unos paneles de celulosa humedecida, para luego impulsarlo a donde se necesite. En este sentido, el aire enfriado puede ir directamente hacia un espacio habitable o a un serpentín intercambiador de calor.

En la parte inferior del refrigerador adiabático hay un depósito de agua, la cual es impulsada mediante una bomba hacia unas boquillas atomizadoras. Estas boquillas mantienen humedecidos a los paneles de celulosa.

Por otra parte, un equipo variador de frecuencia se encarga de controlar la velocidad del ventilador, para regular el caudal de aire. Esto último es muy importante porque el aire no debe pasar tan rápido por los paneles, para poder absorber la mayor cantidad de agua posible.

 

Diferencias entre un enfriamiento por evaporación y un refrigerador adiabático

Es frecuente confundir un sistema de refrigeración adiabático con otro por evaporación. Sin embargo, estos tienen un principio de funcionamiento muy diferente. Es decir, en el enfriamiento por evaporación se pulveriza agua directamente sobre el objeto que se desea enfriar. En consecuencia, el agua cambia de fase líquida a vapor sobre dicho objeto, lo cual acelera la absorción de calor en el mismo. Finalmente, el aire forzado de un ventilador saca dicho vapor, y completa el enfriamiento.

Sin embargo, en el enfriamiento adiabático se enfría primero el aire, debido al aumento de la humedad relativa en el mismo. Luego, el aire enfriado es forzado contra el serpentín al salón u otra estancia que se desea enfriar.

 

¿Cuándo es conveniente usar un sistema de refrigeración adiabático?

Normalmente, un sistema de refrigeración adiabático se emplea en lugares con una temperatura ambiental igual o mayor a 30 °C. Sin embargo, se debe considerar la humedad relativa del aire, si esta es superior al 75 %, no es factible emplear este sistema de refrigeración. Por otra parte, cuando la humedad está por debajo del 65 %, sí es posible este sistema de enfriamiento.

Cabe decir que el enfriamiento adiabático no sustituye ni compite con el enfriamiento por evaporación, sino que es un sistema complementario. Por otra parte, en la climatización industrial por encima de 1 MW, los sistemas de enfriamiento por evaporación no pueden sustituirse por equipos meramente adiabáticos.

Es común en la refrigeración industrial encontrar sistemas de enfriamiento mixtos. Es decir, equipos donde el aire recibe un enfriamiento adiabático previo, antes de pasar a la sección de enfriamiento evaporativo. Estos equipos alcanzan altos niveles de eficiencia, aunque tienen un precio significativamente mayor.

 

Ventajas de un sistema de refrigeración adiabático

Cuando se compara con una torre convencional de enfriamiento o un sistema evaporativo, el sistema de refrigeración adiabático tiene un consumo de agua muy bajo. Esto es particularmente importante en zonas con escasos recursos hídricos. Además, este sistema necesita de un mantenimiento menor a cualquier otro sistema que emplee agua.

Por otra parte, un refrigerador adiabático consume poca energía, lo cual es importante en la climatización industrial para incrementar la eficiencia energética. Además, estos equipos vienen diseñados para trabajar solo en modo ventilación, durante las horas nocturnas. Por tanto, esto ayuda a disminuir aún más el consumo de agua, reduciendo también los mantenimientos al equipo.

Los sistemas adiabáticos de enfriamiento han ayudado a extender el uso de la refrigeración con CO2, en zonas geográficas de clima caliente. Normalmente, en las zonas cálidas el CO2 funciona de forma transcrítica, ya que la temperatura crítica del CO2 es relativamente baja (32 °C). Sin embargo, con la reducción de la temperatura del aire por efecto adiabático, es posible hacer trabajar el CO2 en forma subcrítica, en regiones cálidas.

 

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