Casos de Aplicación
Refrigeración y humidificación

2. Dispositivos para la refrigeración del aire

La eficacia de un sistema de refrigeración por evaporación de agua depende:

• De la superficie de contacto entre el aire y el agua.

• De la velocidad relativa entre el aire y el agua durante el tiempo de contacto.

• Del tiempo durante el que el aire está en contacto con el agua.

• De la diferencia entre la temperatura húmeda del aire y la temperatura del agua empleada para el proceso.

Los dispositivos diseñados tienden a optimizar las anteriores condiciones consiguiéndose rendimientos entre el 95% y el 60% de la diferencia entre la temperatura seca y húmeda del psicrómetro.

Además de los sistemas más o menos sofisticados diseñados para este fin, la refrigeración del aire puede hacerse mediante dispositivos sencillos como los representados en las Figs. 5 y 6. El rendimiento que puede esperarse del mostrado en la Fig. 6 es del orden del 60% de la diferencia entre las temperaturas seca y húmeda.

Los sistemas de enfriamiento de aire por evaporación pueden clasificarse en directos o indirectos. En los primeros hay un contacto del aire con el agua ya sea haciendo pasar la corriente de aire a través de paneles húmedos, Fig. 6, o bien pulverizando agua dentro del chorro de aire de entrada, Fig. 5. Los sistemas indirectos tienen lugar a través de un intercambiador de calor, pero no nos ocuparemos de los mismos en esta Hoja Técnica.

La gráfica de la Fig. 3 ilustra los cambios termodinámicos que ocurren entre el aire y el agua en un sistema directo. El agua recirculada que humecta los paneles alcanza una temperatura de equilibrio igual a la temperatura húmeda del aire de entrada. El calor y la masa que transfiere entre el aire y el agua baja la temperatura seca del aire y aumenta la humedad a una temperatura húmeda constante.

El rendimiento del sistema viene expresado por la fórmula:

R = 100	t1 - t2
	t1 - t'

 

• t1 = Temp. seca del aire entrada

• t2 = Temp. seca del aire salida

• t' = Temp. húmeda aire entrada

Para instalaciones de refrigeración de grandes edificaciones como invernaderos agrícolas o granjas de animales se suelen disponer en todo un lateral del mismo o bien del techo, unos paneles porosos de fibra de celulosa rociados con agua por su parte alta en toda su longitud. El agua sobrante cae por gravedad y es recogida por un canalón inferior para ser recirculada. Los ventiladores se colocan en la pared opuesta extrayendo aire del local dejándolo en depresión, lo que fuerza a entrar el aire del exterior a través de los panales húmedos.

En el mercado existen equipos compactos que en una misma caja alojan un ventilador, un panel húmedo y el equipo hidráulico necesarios para bombear el agua, conducirla y regar el panel. Es el caso de la Fig. 7 que van del modelo sobremesa de 350 m³/h, pasando por el modelo de ventana hasta 7.000 m³/h para acabar en el de conexión a conductos hasta 30.000 m³/h. La velocidad del aire a través del panel va de los 0,5 a 1,5 m/s.
 

Otro modelo es de rociado por aspersión Fig. 8 dentro de la caja en donde se proyecta agua por unos pulverizadores contra el panel evaporativo. Es para grandes caudales que alcanzan los 60.000 m³/h con velocidades de aire de 3 m/s.

Y finalmente existe el de panel rotatorio Fig. 9 que dispone el panel en forma de tambor giratorio con una parte del mismo sumergido en un tanque de agua del que emerge empapado para presentar su masa a la corriente de aire del ventilador. Se fabrica para caudales de hasta 20.000 m³/h y velocidades de 3 m/s.
 

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