Aspectos técnicos a tener en cuenta al momento de utilizar equipos para controlar las condiciones de alta entalpía.
por Alfredo Sotolongo*
¡La energía más económica de producir es la que se ahorra!
En varias columnas previas he insistido en el control de humedad, ya que en la mayoría de nuestros países existe una condición de alta entalpía, la cual debemos controlar de la forma más eficiente posible. Especialmente en aplicaciones de 100% de aire exterior.
Cuando aplicamos unidades de expansión directa donde utilizamos recalentamiento por gas caliente, se facilita obtener las condiciones deseadas del aire de suministro al salir del serpentín de recalentamiento. Sin embargo, cuando lo que hay disponible para el serpentín de enfriamiento es agua fría, entonces hay que aplicar recalentamiento de la forma más eficiente posible.
En uno de los artículos anteriores expliqué la aplicación de “Heat Pipe” que, en la mayoría de los casos, es suficiente para mantener las condiciones requeridas. No obstante, ese recalentamiento es solamente sensible, manteniendo el punto de rocío constante. Cuando es crítico el valor del punto de rocío, entonces es importante asegurarse de que se usan intercambiadores de entalpía de aire a aire que contribuyan a que aumente el bulbo seco y a la vez reduzcan el punto de rocío.
También se usa recalentamiento por gas caliente junto con ruedas de entalpía como aparece en la unidad AAON. En estos casos, la rueda de entalpía ayuda a reducir el tamaño de la unidad al pre enfriar el aire exterior entrando a la unidad. Después que sale el aire del serpentín de enfriamiento, se recalienta a través del gas caliente o usando Heat Pipe, llevando sus condiciones cerca de la condición de aire neutral 75⁰F/62.5⁰F.
La aplicación óptima para lograr condiciones de bajo punto de rocío sin usar energía externa es usando doble rueda de entalpía. El serpentín de enfriamiento puede ser de agua fría o de expansión directa.
Favor de referirse a la figura 1, donde la empresa EVAC logra este propósito en sus unidades de manejo de aire utilizando doble intercambiador de entalpía de aire a aire. El primero logra mejorar las condiciones del aire exterior para lograr minimizar la capacidad del serpentín de enfriamiento y el segundo se usa para recalentar el aire que sale del serpentín saturado muy cerca de 100% de humedad relativa y llevarlo a las condiciones de salida deseadas reduciendo el punto de rocío del aire. Además, el intercambiador #2 pre enfría el aire de extracción que viene de las áreas acondicionadas.
En la figura 1 aparece el proceso que ocurre dentro de la unidad basado en las siguientes condiciones:
a) Volumen del aire exterior = 10,000 CFM
b) Condición del aire exterior entrando a la rueda #1: 91⁰F/78⁰F
c) Condición del aire de extracción del área acondicionada entrando a la rueda #2: 75⁰F/62.5⁰F saliendo a 60.6⁰F/57.2⁰F
d) Condición del aire exterior saliendo pre enfriado de la rueda #1: 70⁰F/65.5⁰F, entrando al serpentín de agua fría. Saliendo del serpentín de agua fría a 48.6⁰F/48.4⁰F y entrando a la rueda #2 recalentando el aire a las condiciones requeridas de 63⁰F/54⁰F.
Leyenda:
AS = Aire de suministro.
AE = Aire exterior.
AEX = Aire de extracción de las áreas acondicionadas.
BS = Bulbo seco.
BH = Bulbo húmedo.
HR = Humedad relativa.
BS/BH = Representa la condición del aire: Bulbo Seco/Bulbo Húmedo
Al utilizar las dos ruedas como se puede ver en la figura 1 se logra suministrar el aire a un más bajo punto de rocío sin necesidad de energía externa. A través de las ruedas de entalpía se pre enfría y se recalienta el aire según se necesite. El sistema de controles deberá modular el caudal de agua a través del serpentín de enfriamiento para mantener las condiciones de diseño.
Es importante, en casos donde el punto de rocío es crítico, asegurarse que aplicando dos ruedas de entalpía se logren las condiciones requeridas para el aire de suministro.
De necesitar más información de cualquiera de los temas tratados en esta columna, favor de comunicarse conmigo al correo: [email protected]
* Presidente de Protec, Inc., está certificado como ingeniero profesional en Puerto Rico y en el estado de la Florida; tiene más de 40 años de experiencia en la aplicación y venta de sistemas y equipos para la conservación de energía. Es miembro de ASME (American Society of Mechanical Engineers), AEE (Association of Energy Engineers), ASHRAE y fue presidente del capítulo Miami de dicha asociación.
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