Mejorar para ahorrar energía

Por: Alfredo Sotolongo*

En esta edición voy a volver a referirme a la conservación de energía. Sin embargo, quisiera concentrarme en cómo hacer más eficientes los proyectos  que ya han operado por algún tiempo. Al hacer su operación más eficiente nos va a ser más fácil darnos cuenta de la diferencia entre el antes y el después: en los proyectos nuevos no hay un antes y tenemos que basarnos en los cálculos solamente.

La gran mayoría de los sistemas de aire acondicionado existentes, mientras más viejos, menos eficientes, ya que en muchos casos cuando se instalaron no estaban disponibles los equipos y sistemas que tenemos hoy en día. El costo de la energía era más bajo comparado con los costos actuales y por lo tanto, la recuperación de la inversión demoraba más que el tiempo máximo recomendado de 3-4 años.

Algunas recomendaciones
Es muy importante tomar en consideración el tipo de equipo a utilizar y la coordinación durante la instalación, ya que este proceso debe minimizar el tiempo durante el que es necesario sacar la planta de operación, evitando interrupciones que afecten la operación normal del proyecto. Es recomendable que la mayoría del trabajo de integrar los distintos componentes se haga en la fábrica, esto para que cuando lleguen al proyecto se minimice el trabajo y especialmente las interrupciones.

Quisiera empezar por recomendar que se aseguren de que todos los componentes y equipos reciban el mantenimiento preventivo mínimo necesario. En otras palabras, que los condensadores estén limpios, todas las correas entre los motores y las poleas debidamente ajustadas, los filtros de aire cambiados por nuevos cuando corresponde hacerlo, las conexiones de conductos a difusores aseguradas para evitar fugas de aire, serpentines limpios, etcétera.

Primero, lo más sencillo y económico de hacer es convertir un sistema de volumen constante en volumen variable para aprovecharnos de la reducción exponencial de la potencia al disminuir el caudal de aire o de agua. Por ejemplo, cuando se baja el volumen 50%, se reduce el consumo del motor a menos del 20%.

¿Cómo hacemos esto? Cambiamos los difusores de volumen constante de aire por difusores de volumen variable y le añadimos un variador de frecuencia VFD a la manejadora de aire para modular el motor del ventilador. En el caso del volumen de agua, aunque hay que añadir más componentes que en el caso del aire, también el ahorro en costo de operación es tal que justifica la inversión. Un sistema primario de volumen constante de agua se puede convertir en volumen variable secundario, manteniendo constante el sistema primario para que el enfriador (chiller) siga operando como fue originalmente diseñado. Esto se puede lograr convirtiendo las válvulas de tres vías en unas de dos vías, añadiendo uno o más juegos de bombas secundarias para uno o más circuitos, dependiendo de la fluctuación de las cargas y añadiendo variadores de frecuencia VFD para modular los motores de las bombas.

Aspectos de importancia
Después de convertir el aire y el agua en volumen variable el siguiente paso, ya más complicado y que requiere una mayor inversión, concierne a la planta central de agua helada. Si la disponibilidad de agua lo permite, se pueden utilizar enfriadores de condensación por agua con torres de enfriamiento. También, hoy en día, existen enfriadores tanto de condensación por aire como por agua mucho más eficientes, especialmente cuando se trata de cargas parciales, que es donde operan la mayoría del tiempo y cuyo consumo puede bajar hasta aproximadamente 0.32 Kw por tonelada en los sistemas de condensación por agua.

Entre los fabricantes que han dedicado tiempo y recursos económicos en desarrollar equipos que facilitan su instalación para convertir sistemas existentes de aire acondicionado en sistemas más eficientes, justificando lo más rápido posible la inversión, se encuentran  Acutherm y Armstrong.

Acutherm, con el difusor inteligente de volumen variable Therma-Fuser, que sustituye directamente el difusor de volumen constante y no necesita de termostato externo ni energía eléctrica para operar. Armstrong fabrica las bombas con variadores de frecuencia integrados, que operan basadas en el cambio en la demanda de potencia, variando la velocidad del motor de la bomba en función de un algoritmo que sigue la curva preprogramada de operación de la bomba, sin necesidad de utilizar transmisores diferenciales de presión instalados en las tuberías.

Conclusión
Convertir un sistema de aire acondicionado en volumen variable y en condensación por agua no es lo único que contribuye a minimizar el consumo de energía. También el hecho de poder aprovechar la diversificación de la carga térmica es un gran aliado de la reducción en el consumo de energía. En momentos como los que estamos viviendo, donde no abundan proyectos nuevos, es una buena oportunidad para los ingenieros consultores y contratistas de aire acondicionado acercarse a los propietarios y ofrecerles mejoras a sus sistemas que le representarán ahorros considerables en el costo de la energía. Inclusive, existen financiamientos disponibles específicamente creados para  promover este tipo de mejoras.

* El ingeniero Alfredo Sotolongo, 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), con quien está certificado como Ingeniero en Administración de Energía; es también miembro de ASHRAE y fue presidente del capítulo Miami de dicha asociación. Ha presentado también numerosas charlas sobre el tema de conservación de energía.