¿La solución? Enfriamiento adiabático. Al evaporar el agua mediante un sistema de humidificación de aire, estos efectos secundarios pueden reducirse o eliminarse, y el efecto evaporativo de la introducción de agua pulverizada en una habitación caliente producirá un efecto de enfriamiento energéticamente eficiente. Pero esto puede ser bastante complicado de entender, por eso hoy queremos explicar qué es el enfriamiento adiabático, cómo funciona y por qué es una buena solución para las instalaciones de producción.
El enfriamiento adiabático es un proceso en el que el aire se enfría al pasar a través de agua, sin la necesidad de un compresor como en los sistemas tradicionales de aire acondicionado. Este método no solo es eficiente en términos de energía, sino que también puede reducir significativamente los costes directos de la construcción. Al requerir menos infraestructura y equipos más simples, los sistemas de enfriamiento adiabático disminuyen los gastos iniciales en equipos, instalación y mantenimiento. Así, integrando este tipo de enfriamiento, es posible optimizar tanto la eficiencia energética como el presupuesto de construcción, contribuyendo a edificaciones más sostenibles y económicas.
¿Qué es el enfriamiento adiabático?
Tabla de contenidos
En pocas palabras, el enfriamiento adiabático es un » proceso de reducción del calor a través de un cambio en la presión del aire causado por la expansión del volumen». Es el resultado de la primera ley de la termodinámica, que establece que la energía en un sistema cerrado no desaparece, solo va a alguna parte. Entonces, en el proceso adiabático, los gases comprimidos se calientan y los gases en expansión se enfrían, ya que la energía se transfiere a través del trabajo, en lugar del calor.
Los sistemas de enfriamiento adiabático aprovechan esta relación presión-temperatura para proporcionar enfriamiento en una amplia gama de procesos industriales.
En los centros de datos y otras instalaciones, los procesos adiabáticos han permitido métodos de enfriamiento gratuito, que utilizan fenómenos naturales disponibles gratuitamente para regular la temperatura.
El principio de enfriamiento adiabático se ha aprovechado para desarrollar unidades de enfriamiento que pueden ahorrar a la industria millones de litros de agua. En los Estados Unidos, las torres de refrigeración más antiguas utilizan actualmente 1,5 billones de litros de agua, que tienden a contaminar.
Las unidades de refrigeración adiabáticas también pueden ahorrar más del 40% en electricidad.
Ejemplos de uso de enfriamiento adiabático
El enfriamiento adiabático se utiliza en enfriadores evaporativos. Un enfriador evaporativo es básicamente un gran ventilador que extrae aire caliente a través de almohadillas humedecidas con agua. A medida que el agua de las almohadillas se evapora, el aire se enfría y se expulsa a la habitación. La temperatura se puede controlar ajustando el flujo de aire del enfriador.
En la naturaleza, el enfriamiento adiabático se asocia a menudo con la elevación. Como se ve con las formaciones de nubes, una masa de aire que se calienta se expande y se vuelve menos densa. Al ser menos denso, es más ligero y se eleva por encima de una masa de aire de mayor presión.
Habiendo alcanzado áreas con aire menos denso, se expande aún más, perdiendo la energía que se ganó y enfriándose al hacerlo.
Cuando el aire de enfriamiento cruza el punto de rocío, la humedad en el aire se acumula en forma de nubes. Con suficiente humedad y enfriamiento viene la precipitación.
Los principios del enfriamiento adiabático también se aplican para aumentar la humedad en las instalaciones.
Por el contrario, el calentamiento adiabático se produce cuando una masa de aire más fría y menos densa se hunde y aumenta de temperatura debido a que las moléculas presurizadas se agitan, vibran y aumentan de calor.
¿Cómo funcionan los sistemas de refrigeración adiabáticos?
Un sistema de enfriamiento adiabático típico extrae aire del ambiente externo, reduce su temperatura al evaporar el agua en su presencia y luego alimenta el aire enfriado a un intercambiador de calor.
El intercambiador térmico elimina la energía térmica del proceso / equipo asociado y la transfiere al aire ambiente frío. Una vez calentado, la temperatura del aire circulante se reduce por evaporación antes de un nuevo ciclo de enfriamiento.
Tipos de enfriamiento adiabático.
El enfriamiento adiabático puede ser de tres tipos:
- Refrigeración adiabática directa
- Enfriamiento adiabático indirecto / directo (dos etapas)
- Refrigeración adiabática indirecta
Enfriamiento adiabático directo
Este proceso, también conocido como enfriamiento de bulbo húmedo, se denomina directo porque existe una interacción directa entre el agua y el aire utilizados dentro del sistema. El agua se evapora directamente en una corriente de aire caliente para facilitar su enfriamiento. Esta es la técnica de enfriamiento adiabático más utilizada en todo el mundo.
Enfriamiento adiabático indirecto
En el enfriamiento adiabático (evaporativo) indirecto, el agua se evapora por separado en una columna de aire que es distinta de la corriente de aire destinada al enfriamiento. El intercambio de calor se produce en la superficie de las tuberías a través de las cuales se conduce el aire caliente. El aire húmedo evaporado que pasa por el exterior de los canales de aire caliente absorberá el calor y enfriará el aire dentro de ellos.
Enfriamiento adiabático indirecto / directo (dos etapas)
Un proceso de enfriamiento de dos etapas incorpora elementos de métodos de enfriamiento por evaporación directos e indirectos.
La primera etapa del proceso es el enfriamiento indirecto que se logra mediante la recirculación de agua fría en un intercambiador de calor para eliminar el calor del aire ambiente. La segunda mitad de este proceso de enfriamiento es una fase directa de «bulbo húmedo» que reduce aún más la temperatura del aire de enfriamiento.
Poner el aire a enfriar en contacto directo con el agua que se evapora hará que sus temperaturas bajen a los niveles deseados.
La combinación de las fases de enfriamiento directa e indirecta permite un enfriamiento más rápido a temperaturas incluso más bajas que las que se logran usando cualquiera de los métodos por sí solos.
Además, el enfriamiento de dos etapas es una alternativa muy eficiente en energía, económica y ecológica a otras técnicas de enfriamiento adiabático independientes.
Resumen del proceso de enfriamiento adiabático
El enfriamiento adiabático del aire es un proceso de enfriamiento por evaporación indirecto, el aire que fluye a través de un circuito cerrado se enfría previamente a la temperatura deseada. El agua canalizada a través de un sistema adiabático se evapora según sea necesario. El cambio de estado de líquido a gas da como resultado una transferencia de energía en forma de calor. La energía térmica extraída del agua evaporada facilita el enfriamiento de cualquier equipo o instrumento asociado.
Aplicaciones de los sistemas de enfriamiento adiabático
Los sistemas de enfriamiento adiabático se utilizan actualmente en una amplia gama de procesos comerciales e industriales para mantener temperaturas de funcionamiento óptimas.
Otras aplicaciones comunes de los dispositivos de enfriamiento adiabático incluyen:
- Regulación de la temperatura del invernadero
- Aire acondicionado residencial
- Sistemas de refrigeración
Sistemas de enfriamiento adiabático para enfriadoras
El enfriamiento adiabático se puede utilizar en unidades de enfriamiento que reemplazan los dispositivos convencionales refrigerados por agua o aire. Los sistemas de enfriamiento basados en enfriamiento adiabático pueden poseer una eficiencia de enfriamiento aún mayor que los dispositivos convencionales enfriados por aire o por agua, dependiendo del entorno externo.
Beneficios del enfriamiento adiabático del enfriador
Existen muchos beneficios diferentes al usar un sistema de enfriamiento adiabático en cualquier negocio, pero brillan particularmente en entornos de producción y fabricación, donde los equipos y procesos producen altos niveles de exceso de calor. Algunos de esos beneficios incluyen:
- Sostenible y respetuoso con el medio ambiente
- Grandes ahorros de energía con respecto a otros tipos de sistemas de refrigeración.
- Riesgo reducido de daños al equipo y al personal
- Condiciones de trabajo cómodas y saludables para el personal
- Controles de temperatura automatizados que eliminan la necesidad de operadores humanos.
- Efectivo para regular la temperatura y la humedad, protegiendo equipos y productos.
- La mayoría de los sistemas de enfriadores adiabáticos tienen una interfaz de usuario simplificada que facilita la operación.
- Ahorro de energía significativamente mayor en comparación con otros dispositivos de refrigeración convencionales. Algunos enfriadores evaporativos ofrecen hasta un noventa por ciento de ahorro de energía en comparación con otras unidades de enfriamiento.
- La menor generación de humedad hace que los sistemas de enfriadores adiabáticos sean ideales para equipos y procesos sensibles a la humedad.
- El consumo de agua asociado con el enfriamiento por evaporación es significativamente menor que el de las unidades de enfriamiento convencionales accionadas por agua.
- Menos preocupación por el impacto ambiental, ya que el enfriamiento adiabático genera un desperdicio mínimo con efectos insignificantes en el entorno inmediato.
- El agua que se usa en una unidad de enfriamiento de enfriador adiabático está en un circuito cerrado con un riesgo mínimo de fugas, exposición a contaminantes que podrían alterar la eficiencia de enfriamiento.
- Los sistemas de enfriamiento adiabático para enfriadoras son bastante efectivos en ambientes cálidos y secos donde el agua no está fácilmente disponible.
- Los enfriadores adiabáticos son dispositivos muy rentables que son fáciles de instalar y operar.
- La estricta regulación de la temperatura garantiza una mayor eficiencia general de refrigeración, ya que el sistema solo se activa de forma intermitente.
Por favor, póngase en contacto con nosotros para un presupuesto o para aprender más acerca de cómo podemos ayudar a satisfacer las necesidades de su proceso de enfriamiento con nuestros sistemas de bioclimatización.
