A continuación resaltaremos algunas de las bondades que tienen las unidades que actúan como una sola zona de volumen variable de aire.
por Alfredo Sotolongo*
¡La energía más económica de producir es la que se ahorra!
En este artículo quiero hacer énfasis en la importancia del ahorro de energía acompañado por el confort de los usuarios.
Se trata de la aplicación en tiendas por departamentos o tiendas al detalle, donde los cambios en carga térmica pueden cambiar considerablemente varias veces al día. El confort es vital para los clientes quienes en muchos casos son susceptibles a los extremos de temperatura y humedad. Confort por medio del control de la combinación de temperatura y humedad, bajos niveles de sonido y ahorro en el consumo de energía son los parámetros a considerar en este tipo de aplicación.
Esto se logra utilizando unidades de aire acondicionado que operan como una zona de volumen de aire variable, acompañadas por un compresor modulante y recalentamiento por gas caliente también modulante.
Hasta ahora se han utilizado mayormente unidades comunes, sin tomar en consideración el efecto de la humedad, variando la temperatura y manteniendo el caudal de aire constante. Las cuales operan encendiendo y apagando los compresores para satisfacer la temperatura y manteniendo el ventilador de suministro operando siempre a la máxima velocidad.
Dependiendo de la capacidad y cantidad de los compresores y de las variaciones en carga térmica, puede ocurrir sobre enfriamiento o total descontrol de la humedad. En ambos casos se afecta el confort y aumenta el consumo de energía que se persigue en este tipo de aplicación.
¿De qué se tratan las unidades de aire acondicionado que operan como una zona de volumen variable de aire? Estas unidades, al cambiar la carga térmica, varían la cantidad del aire manteniendo la temperatura de descarga constante. Al adaptarse directamente proporcional a la carga térmica en cada momento y manteniendo la temperatura y humedad constantes, se satisface el confort deseado y a la vez se consume solamente la energía mínima requerida para mantener las condiciones de diseño.
¿Cómo se logra reducir el consumo de energía logrando el confort deseado? Lo primero que sucede es que el variador de frecuencia, que gobierna el motor del ventilador centrífugo, constantemente modula las revoluciones del ventilador, de manera que si el caudal de aire baja 50%, el consumo de energía del motor baja 88%. Por ejemplo: un motor de 20HP al que se le reducen sus revoluciones al 50%, el consumo eléctrico se reduce a 2.4HP.
Segundo, el compresor modula su capacidad y solo comprime el porcentaje de refrigerante necesario para satisfacer exactamente la condición existente. Tercero, modula el gas caliente y lo desvía proporcionalmente desde el condensador hasta el serpentín de recalentamiento para mantener el control de la humedad. De esta forma se obtiene recalentamiento sin necesidad de consumir energía adicional.
Como en casi todos los diseños de aire acondicionado la carga térmica se mantiene la mayoría del tiempo entre 25% y 75% del total. A carga parcial, en este tipo de aplicación las variaciones son mucho más marcadas. Por lo tanto, las unidades que actúan como una sola zona de volumen variable de aire tienen muchas bondades para beneficio del usuario:
1)Mantienen el confort deseado.
2)Como definitivamente la mayoría del tiempo va a operar a cargas parciales, el motor del ventilador va a reducir exponencialmente al cubo su consumo eléctrico.
3)Con la capacidad de modular tanto el ventilador de suministro como el compresor, permite control preciso de temperatura y adicionalmente deshumidificación pasiva.
4)La capacidad de modular del compresor disminuye considerablemente los ciclos de arranque y parada lo cual reduce el desgaste, extendiendo la vida útil del mismo.
5)Al ventilador operar la mayoría del tiempo a revoluciones más bajas, se reduce aún más el nivel de sonido.
6)Los controles modulantes suministrados internamente en la unidad, programados para optimizar su operación, logran que se simplifique la puesta en marcha y se facilite el mantenimiento.
7)Debido a que todos los componentes se encuentran dentro de un mismo gabinete, son fáciles de instalar por el contratista.
Además de tiendas, donde la carga térmica cambia varias veces al día, existen muchas otras aplicaciones tales como salones de clases y de conferencias, auditorios, bibliotecas, hospitales, supermercados, iglesias, restaurantes, etc.
Lo importante es que se analice el comportamiento del sistema de aire acondicionado para determinar en qué áreas existen variaciones frecuentes de la carga térmica y aplicar la unidad de una sola zona de volumen variable de la forma correcta para lograr el confort y el ahorro de energía optimo.
En el próximo artículo de Opinión explicaré en detalle cómo este tipo de unidad cumple con las normas establecidas por ASHRAE y todos los beneficios que representan para el usuario.
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.
