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enfriador evaporativo

Una qullah egipcia, colocada en corrientes de aire para refrescar el interior. La cerámica porosa y la tela gruesa maximizan la superficie para la evaporación. Un enfriador evap...

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Una qullah egipcia, colocada en corrientes de aire para refrescar el interior. La cerámica porosa y la tela gruesa maximizan la superficie para la evaporación.

Un enfriador evaporativo (también conocido como aire acondicionado evaporativo , enfriador de pantano , caja de pantano , enfriador de desierto y enfriador de aire húmedo ) es un dispositivo que enfría el aire mediante la evaporación del agua. El enfriamiento evaporativo se diferencia de otros sistemas de aire acondicionado , que utilizan ciclos de refrigeración por compresión de vapor o absorción . El enfriamiento evaporativo aprovecha el hecho de que el agua absorbe una cantidad relativamente grande de calor para evaporarse (es decir, tiene una alta entalpía de vaporización ). La temperatura del aire seco puede disminuir significativamente mediante la transición de fase del agua líquida a vapor de agua (evaporación). Esto permite enfriar el aire con mucha menos energía que la refrigeración. En climas extremadamente secos, el enfriamiento evaporativo del aire tiene el beneficio adicional de acondicionar el aire con mayor humedad para la comodidad de los ocupantes del edificio.

El potencial de enfriamiento de la refrigeración evaporativa depende de la diferencia entre la temperatura de bulbo seco y la de bulbo húmedo (véase humedad relativa ). En climas áridos , la refrigeración evaporativa puede reducir el consumo de energía y el equipo total necesario para el acondicionamiento, como alternativa a la refrigeración por compresor. En climas no áridos, la refrigeración evaporativa indirecta también puede aprovechar el proceso de enfriamiento evaporativo sin aumentar la humedad. Las estrategias de refrigeración evaporativa pasiva ofrecen los mismos beneficios que los sistemas de refrigeración evaporativa mecánica, pero sin la complejidad de los equipos y las tuberías.

Historia

Una forma anterior de refrigeración por evaporación, el captador de viento , se utilizó por primera vez en el antiguo Egipto y Persia hace miles de años en forma de conductos de viento en el tejado. Estos captaban el viento, lo hacían pasar sobre agua subterránea en un qanat y descargaban el aire enfriado en el edificio. Los iraníes modernos han adoptado ampliamente los enfriadores evaporativos motorizados ( coolere âbi ). [ 1 ]

El enfriador evaporativo fue objeto de numerosas patentes estadounidenses en el siglo XX; muchas de ellas, a partir de 1906, [ 2 ] sugerían o asumían el uso de almohadillas de virutas de madera (lana de madera) como elementos para poner un gran volumen de agua en contacto con el aire en movimiento y permitir la evaporación. Un diseño típico, como se muestra en una patente de 1945, incluye un depósito de agua (generalmente con nivel controlado por una válvula de flotador ), una bomba para hacer circular el agua sobre las almohadillas de virutas de madera y un ventilador centrífugo para aspirar el aire a través de las almohadillas y hacia la casa. [ 3 ] Este diseño y este material siguen siendo predominantes en los enfriadores evaporativos del suroeste de Estados Unidos , donde también se utilizan para aumentar la humedad. [ 4 ] En Estados Unidos, el uso del término "enfriador de pantano" puede deberse al olor a algas que producían las primeras unidades. [ 5 ]

En los automóviles, se podían utilizar dispositivos de enfriamiento evaporativo montados externamente (también conocidos como enfriadores de automóviles o enfriadores de pantano) para enfriar el aire interior, a menudo como accesorios del mercado de repuestos [ 6 ] , hasta que el aire acondicionado moderno por compresión de vapor estuvo ampliamente disponible.

Las técnicas de enfriamiento evaporativo pasivo en edificios han sido una característica de la arquitectura desértica durante siglos, pero su aceptación, estudio, innovación y aplicación comercial en Occidente son relativamente recientes. En 1974, William H. Goettl observó cómo funciona la tecnología de enfriamiento evaporativo en climas áridos, especuló que una unidad combinada podría ser más efectiva e inventó el "Sistema Astro Air Piggyback de Alta Eficiencia", un acondicionador de aire que combina refrigeración y enfriamiento evaporativo. En 1986, investigadores de la Universidad de Arizona construyeron una torre de enfriamiento evaporativo pasivo, y los datos de rendimiento de esta instalación experimental en Tucson, Arizona, se convirtieron en la base de las directrices de diseño de torres de enfriamiento evaporativo. [ 7 ]

Principios físicos

Un enfriador de aire tradicional en Mirzapur , Uttar Pradesh , India.

Los enfriadores evaporativos reducen la temperatura del aire mediante el principio de enfriamiento evaporativo, a diferencia de los sistemas de aire acondicionado convencionales que utilizan refrigeración por compresión de vapor o por absorción . El enfriamiento evaporativo consiste en la conversión de agua líquida en vapor utilizando la energía térmica del aire, lo que resulta en una disminución de la temperatura del aire. La energía necesaria para evaporar el agua se extrae del aire en forma de calor sensible , que afecta a la temperatura del aire, y se convierte en calor latente , la energía presente en el vapor de agua del aire, mientras que el aire permanece a un valor de entalpía constante . Esta conversión de calor sensible a calor latente se conoce como proceso isoentálpico porque ocurre a un valor de entalpía constante. Por lo tanto, el enfriamiento evaporativo provoca una disminución de la temperatura del aire proporcional a la disminución del calor sensible y un aumento de la humedad proporcional a la ganancia de calor latente. El enfriamiento evaporativo se puede visualizar mediante un diagrama psicrométrico , encontrando la condición inicial del aire y moviéndose a lo largo de una línea de entalpía constante hacia un estado de mayor humedad. [ 8 ]

Un ejemplo sencillo de enfriamiento evaporativo natural es la transpiración , o sudor, secretada por el cuerpo, cuya evaporación lo enfría. La cantidad de transferencia de calor depende de la tasa de evaporación; sin embargo, por cada kilogramo de agua vaporizada se transfieren 2257  kJ de energía (aproximadamente 890  BTU por libra de agua pura a  35  °C). La tasa de evaporación depende de la temperatura y la humedad del aire, razón por la cual el sudor se acumula más en días húmedos, ya que no se evapora con la suficiente rapidez.

La refrigeración por compresión de vapor utiliza enfriamiento evaporativo, pero el vapor evaporado se encuentra dentro de un sistema sellado y luego se comprime para volver a evaporarse, consumiendo energía para ello. En un enfriador evaporativo simple, el agua se evapora al ambiente y no se recupera. En una unidad de refrigeración de interiores, el agua evaporada se introduce en el espacio junto con el aire ya enfriado; en una torre evaporativa, el agua evaporada se elimina con el flujo de aire de escape.

Otros tipos de refrigeración por cambio de fase

Un proceso estrechamente relacionado, el enfriamiento por sublimación , se diferencia del enfriamiento por evaporación en que se produce una transición de fase de sólido a vapor , en lugar de líquido a vapor.

Se ha observado que el enfriamiento por sublimación opera a escala planetaria en el planetoide Plutón , donde se le ha denominado un efecto anti-invernadero .

Otra aplicación del cambio de fase en la refrigeración es la lata de bebida "autorrefrigerante". Un compartimento separado dentro de la lata contiene un desecante y un líquido. Justo antes de beber, se tira de una pestaña para que el desecante entre en contacto con el líquido y se disuelva. Al hacerlo, absorbe una cantidad de energía térmica denominada calor latente de fusión . La refrigeración por evaporación funciona con el cambio de fase de líquido a vapor y el calor latente de vaporización , pero la lata autorrefrigerante utiliza un cambio de sólido a líquido, y el calor latente de fusión, para lograr el mismo resultado.

Aplicaciones

Antes de la llegada de la refrigeración moderna, el enfriamiento por evaporación se utilizó durante milenios, por ejemplo, en qanats , captadores de viento y mashrabiyas . Un recipiente de barro poroso enfriaba el agua por evaporación a través de sus paredes; frescos de alrededor del 2500  a. C. muestran a esclavos abanicando cántaros de agua para refrescar habitaciones . Alternativamente, se podía colocar un cuenco lleno de leche o mantequilla dentro de otro cuenco lleno de agua, todo cubierto con un paño húmedo sumergido en el agua, para mantener la leche o la mantequilla lo más frescas posible (véase zeer , botijo ​​y Coolgardie safe ). [ 9 ]

Diseño pasivo de la antigua Persia que aprovecha la refrigeración por evaporación.
Casa estilo rancho californiano con caja de enfriamiento evaporativo en la cumbrera del techo a la derecha.

La refrigeración por evaporación es una forma común de climatizar edificios para lograr confort térmico , ya que es relativamente económica y requiere menos energía que otras formas de refrigeración.

Ejemplo de diagrama psicrométrico de Salt Lake City.

La figura que muestra los datos meteorológicos de Salt Lake City representa el clima típico de verano (de junio a septiembre). Las líneas de colores ilustran el potencial de las estrategias de enfriamiento evaporativo directo e indirecto para ampliar el rango de confort durante el verano. Esto se explica principalmente por la combinación de una mayor velocidad del aire, por un lado, y una elevada humedad interior, cuando la región permite la estrategia de enfriamiento evaporativo directo, por otro. Las estrategias de enfriamiento evaporativo que implican la humidificación del aire deben implementarse en condiciones secas, donde el aumento del contenido de humedad se mantiene por debajo de las recomendaciones para el confort de los ocupantes y la calidad del aire interior. Las torres de enfriamiento pasivas carecen del control que ofrecen los sistemas HVAC tradicionales a los ocupantes. Sin embargo, el movimiento de aire adicional que proporcionan al espacio puede mejorar el confort de los ocupantes.

El enfriamiento evaporativo es más efectivo cuando la humedad relativa es baja, lo que limita su popularidad a climas secos. El enfriamiento evaporativo aumenta significativamente el nivel de humedad interna, lo que los habitantes del desierto pueden agradecer, ya que el aire húmedo rehidrata la piel y los senos nasales secos. Por lo tanto, evaluar los datos climáticos típicos es un procedimiento esencial para determinar el potencial de las estrategias de enfriamiento evaporativo para un edificio. Las tres consideraciones climáticas más importantes son la temperatura de bulbo seco , la temperatura de bulbo húmedo y la depresión de bulbo húmedo durante un día típico de verano. Es importante determinar si la depresión de bulbo húmedo puede proporcionar suficiente enfriamiento durante el día de verano. Al restar la depresión de bulbo húmedo de la temperatura de bulbo seco exterior, se puede estimar la temperatura aproximada del aire que sale del enfriador evaporativo. Es importante considerar que la capacidad de la temperatura de bulbo seco exterior para alcanzar la temperatura de bulbo húmedo depende de la eficiencia de saturación. Una recomendación general para aplicar el enfriamiento evaporativo directo es implementarlo en lugares donde la temperatura de bulbo húmedo del aire exterior no supere los 22 °C (72 °F) . [ 7 ] Sin embargo, en el ejemplo de Salt Lake City, el límite superior para el enfriamiento evaporativo directo en el diagrama psicrométrico es de 20 °C (68 °F) . A pesar de la temperatura más baja, el enfriamiento evaporativo es adecuado para climas similares al de Salt Lake City.    

El enfriamiento evaporativo es especialmente adecuado para climas cálidos y con baja humedad . En Estados Unidos, los estados del oeste y de las montañas son buenas opciones, con enfriadores evaporativos comunes en ciudades como Albuquerque , Denver , El Paso , Fresno , Salt Lake City y Tucson . El aire acondicionado evaporativo también es popular y adecuado para el sur (zona templada) de Australia . En climas secos y áridos, el costo de instalación y operación de un enfriador evaporativo puede ser mucho menor que el del aire acondicionado por refrigeración, a menudo hasta un 80% menor. Sin embargo, a veces se utilizan el enfriamiento evaporativo y el aire acondicionado por compresión de vapor en combinación para obtener resultados de enfriamiento óptimos. Algunos enfriadores evaporativos también pueden funcionar como humidificadores durante la temporada de calefacción. En regiones mayoritariamente áridas, períodos cortos de alta humedad pueden impedir que el enfriamiento evaporativo sea una estrategia de enfriamiento eficaz. Un ejemplo de esto es la temporada de monzones en Nuevo México y el centro y sur de Arizona en julio y agosto.

En lugares con humedad moderada, la refrigeración por evaporación ofrece numerosas aplicaciones rentables, además de su uso generalizado en climas secos. Por ejemplo, plantas industriales, cocinas industriales, lavanderías , tintorerías , invernaderos , sistemas de refrigeración localizada (muelles de carga, almacenes, fábricas, obras de construcción, eventos deportivos, talleres, garajes y perreras) y granjas de confinamiento (granjas avícolas, porcinas y lecheras) suelen emplear la refrigeración por evaporación. En climas muy húmedos, la refrigeración por evaporación puede ofrecer escaso beneficio en cuanto a confort térmico, más allá de la mayor ventilación y circulación de aire que proporciona.

Otros ejemplos

Los árboles transpiran grandes cantidades de agua a través de poros en sus hojas llamados estomas , y mediante este proceso de enfriamiento por evaporación, los bosques interactúan con el clima a escalas locales y globales. [ 10 ] Dispositivos simples de enfriamiento por evaporación, como cámaras de enfriamiento por evaporación (ECC) y refrigeradores de olla de barro, o refrigeradores de olla dentro de olla , son formas simples y económicas de mantener las verduras frescas sin usar electricidad. Varias regiones cálidas y secas en todo el mundo podrían beneficiarse potencialmente del enfriamiento por evaporación, incluyendo el norte de África, la región del Sahel en África, el Cuerno de África, el sur de África, Oriente Medio, las regiones áridas del sur de Asia y Australia. Los beneficios de las cámaras de enfriamiento por evaporación para muchas comunidades rurales en estas regiones incluyen la reducción de las pérdidas posteriores a la cosecha, menos tiempo dedicado a viajar al mercado, ahorros monetarios y una mayor disponibilidad de verduras para el consumo. [ 11 ] [ 12 ]

La refrigeración por evaporación se utiliza comúnmente en aplicaciones criogénicas . El vapor sobre un depósito de líquido criogénico se bombea y el líquido se evapora continuamente mientras su presión de vapor sea significativa. La refrigeración por evaporación del helio ordinario forma un criostato de 1 K , que puede enfriar hasta al menos 1,2 K. La refrigeración por evaporación del helio-3 puede proporcionar temperaturas inferiores a 300 mK. Estas técnicas se pueden utilizar para fabricar criorefrigeradores o como componentes de criostatos de baja temperatura, como los refrigeradores de dilución . A medida que disminuye la temperatura, también disminuye la presión de vapor del líquido y la refrigeración se vuelve menos eficaz. Esto establece un límite inferior para la temperatura que se puede alcanzar con un líquido determinado.

El enfriamiento evaporativo es también el último paso de enfriamiento necesario para alcanzar las temperaturas ultrabajas requeridas para la condensación de Bose-Einstein (BEC). En este proceso, se utiliza el llamado enfriamiento evaporativo forzado para eliminar selectivamente los átomos de alta energía ("calientes") de una nube atómica hasta que la nube restante se enfríe por debajo de la temperatura de transición de la BEC. Para una nube de un millón de átomos alcalinos, esta temperatura es de aproximadamente 1 μK.

Aunque las naves espaciales robóticas utilizan casi exclusivamente radiación térmica , muchas naves tripuladas tienen misiones cortas que permiten la refrigeración evaporativa de ciclo abierto. Algunos ejemplos son el transbordador espacial , el módulo de mando y servicio (CSM) del programa Apolo, el módulo lunar y el sistema portátil de soporte vital . El CSM del programa Apolo y el transbordador espacial también contaban con radiadores, y el transbordador podía evaporar amoníaco además de agua. Las naves espaciales del programa Apolo utilizaban sublimadores , dispositivos compactos y en gran medida pasivos que disipan el calor residual en forma de vapor de agua (vapor) que se expulsa al espacio. Cuando el agua líquida se expone al vacío, hierve vigorosamente, eliminando suficiente calor como para congelar el resto en hielo que cubre el sublimador y regula automáticamente el flujo de agua de alimentación en función de la carga térmica. El agua utilizada suele estar disponible en exceso gracias a las pilas de combustible que emplean muchas naves espaciales tripuladas para generar electricidad.

Diseños

Ilustración de un enfriador evaporativo

La mayoría de los diseños aprovechan que el agua tiene uno de los valores de entalpía de vaporización (calor latente de vaporización) más altos que se conocen entre las sustancias comunes. Por ello, los enfriadores evaporativos consumen solo una fracción de la energía que consumen los sistemas de aire acondicionado por compresión de vapor o absorción. Excepto en climas muy secos, el enfriador de una etapa (directo) puede aumentar la humedad relativa (HR) hasta un nivel que incomoda a los ocupantes. Los enfriadores evaporativos indirectos y de dos etapas mantienen la HR más baja.

Refrigeración evaporativa directa

Refrigeración evaporativa directa

El enfriamiento evaporativo directo (en circuito abierto) se utiliza para disminuir la temperatura y aumentar la humedad del aire mediante el calor latente de evaporación, transformando el agua líquida en vapor de agua. En este proceso, la energía del aire permanece constante. El aire cálido y seco se convierte en aire frío y húmedo. El calor del aire exterior se utiliza para evaporar el agua. La humedad relativa aumenta entre un 70 y un 90 %, lo que reduce el efecto refrescante de la transpiración humana. El aire húmedo debe liberarse continuamente al exterior; de lo contrario, se satura y la evaporación se detiene.

Un enfriador evaporativo directo mecánico utiliza un ventilador para aspirar aire a través de una membrana humedecida, o almohadilla, que proporciona una gran superficie para la evaporación del agua en el aire. El agua se rocía en la parte superior de la almohadilla para que gotee sobre la membrana y la mantenga continuamente saturada. El exceso de agua que gotea por la parte inferior de la membrana se recoge en una bandeja y se recircula a la parte superior. Los enfriadores evaporativos directos de una sola etapa suelen ser de tamaño reducido, ya que solo constan de la membrana, la bomba de agua y el ventilador centrífugo. El contenido mineral del agua del suministro municipal provoca incrustaciones en la membrana, lo que conlleva su obstrucción con el tiempo. Dependiendo de este contenido mineral y de la tasa de evaporación, se requiere una limpieza y un mantenimiento regulares para garantizar un rendimiento óptimo. Generalmente, el aire de suministro del enfriador evaporativo de una sola etapa debe evacuarse directamente (flujo de paso único), al igual que en el enfriamiento evaporativo directo. Se han concebido algunas soluciones de diseño para aprovechar la energía del aire, como dirigir el aire de escape a través de dos láminas de ventanas de doble acristalamiento, reduciendo así la energía solar absorbida a través del vidrio. [ 13 ] En comparación con la energía necesaria para lograr la carga de refrigeración equivalente con un compresor, los enfriadores evaporativos de una sola etapa consumen menos energía. [ 7 ]

El enfriamiento evaporativo directo pasivo puede ocurrir en cualquier lugar donde el agua enfriada por evaporación pueda enfriar un espacio sin la ayuda de un ventilador. Esto se puede lograr mediante el uso de fuentes o diseños arquitectónicos más avanzados, como la torre de enfriamiento evaporativo de tiro descendente, también llamada "torre de enfriamiento pasiva". El diseño de la torre de enfriamiento pasiva permite que el aire exterior fluya a través de la parte superior de una torre construida dentro o junto al edificio. El aire exterior entra en contacto con el agua dentro de la torre a través de una membrana humedecida o un nebulizador. A medida que el agua se evapora en el aire exterior, el aire se enfría y se vuelve menos denso, creando un flujo descendente en la torre. En la parte inferior de la torre, una salida permite que el aire más frío entre al interior. Al igual que los enfriadores evaporativos mecánicos, las torres pueden ser una solución atractiva de bajo consumo energético para climas cálidos y secos, ya que solo requieren una bomba de agua para elevar el agua a la parte superior de la torre. [ 14 ] El ahorro de energía que se obtiene al utilizar una estrategia de enfriamiento evaporativo directo pasivo depende del clima y la carga térmica. En climas áridos con una gran depresión del índice de bulbo húmedo, las torres de enfriamiento pueden proporcionar suficiente refrigeración durante las condiciones de diseño de verano para lograr un balance energético cero. Por ejemplo, una tienda minorista de 371 m²  ( 4000 ft² ) en Tucson, Arizona, con una ganancia de calor sensible de 29,3 kJ/h (100 000 Btu/h), puede enfriarse completamente mediante dos torres de enfriamiento pasivas que proporcionan 11 890 m³ / h (7000 cfm) cada una. [ 15 ]     

Para el centro de visitantes del Parque Nacional Zion, que utiliza dos torres de enfriamiento pasivas, la intensidad de energía de enfriamiento fue de 14,5  MJ/m² ( 1,28  kBtu/ft² ) , lo que representa un 77 % menos que un edificio típico en el oeste de Estados Unidos que utiliza 62,5  MJ/m² ( 5,5  kBtu/ft² ) . [ 16 ] Un estudio de los resultados de rendimiento en campo en Kuwait reveló que los requisitos de energía para un enfriador evaporativo son aproximadamente un 75 % menores que los requisitos de energía para un aire acondicionado de unidad compacta convencional. [ 17 ]

Refrigeración evaporativa indirecta

El proceso de enfriamiento evaporativo indirecto

El enfriamiento evaporativo indirecto (circuito cerrado) es un proceso de enfriamiento que utiliza el enfriamiento evaporativo directo para enfriar el aire en un circuito separado, con un intercambiador de calor para transferir el calor del aire de suministro sin agregarle vapor de agua. [ 18 ] Es un método para enfriar el aire sin agregar humedad al aire suministrado a un edificio. [ 19 ] El aire húmedo enfriado por el proceso de enfriamiento evaporativo directo nunca entra en contacto directo con el aire de suministro acondicionado. La corriente de aire húmedo se libera al exterior o se utiliza para enfriar otros dispositivos externos, como células solares, que son más eficientes si se mantienen frías. Esto se hace para evitar el exceso de humedad en espacios cerrados, lo cual no es apropiado para sistemas residenciales.

Cómo funciona

El enfriamiento evaporativo indirecto utiliza dos corrientes de aire separadas y un intercambiador de calor aire-aire . El agua se evapora en una corriente de aire secundaria. El calor se transfiere a través del intercambiador de calor desde la corriente de aire primaria a la secundaria. [ 19 ] El aire primario enfriado se suministra al edificio sin humedad añadida. Un sistema de enfriamiento evaporativo indirecto incluye un intercambiador de calor, un sistema de distribución de agua y ventiladores. [ 20 ] El enfriamiento evaporativo directo añade humedad directamente al aire de suministro. [ 19 ]

Actuación

El enfriamiento evaporativo indirecto funciona mejor en climas secos. [ 20 ] Las pruebas realizadas por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables mostraron un menor consumo de energía en comparación con el aire acondicionado convencional en regiones secas. [ 21 ] El enfriamiento evaporativo indirecto se utiliza en edificios comerciales, industriales y residenciales. [ 22 ] También se utiliza en centros de datos y sistemas de ventilación. [ 23 ]

Ciclo de Maisotsenko

El fabricante de enfriadores indirectos utiliza el ciclo Maisotsenko (ciclo M), que lleva el nombre del inventor y profesor Dr. Valeriy Maisotsenko, y emplea un intercambiador de calor iterativo (de múltiples etapas) hecho de una membrana delgada reciclable que puede reducir la temperatura del aire del producto por debajo de la temperatura de bulbo húmedo y puede acercarse al punto de rocío . [ 24 ] Las pruebas realizadas por el Departamento de Energía de EE. UU. encontraron que un ciclo M híbrido combinado con un sistema de refrigeración por compresión estándar mejoró significativamente la eficiencia entre un 150 y un 400%, pero solo fue capaz de hacerlo en la mitad occidental seca de EE. UU., y no recomendó su uso en la mitad oriental mucho más húmeda de EE. UU. La evaluación encontró que el consumo de agua del sistema de 2 a 3 galones por tonelada de refrigeración (12 000 BTU) era aproximadamente igual en eficiencia al consumo de agua de las nuevas centrales eléctricas de alta eficiencia. Esto significa que la mayor eficiencia puede utilizarse para reducir la carga en la red sin necesidad de agua adicional, e incluso puede reducir el consumo de agua si la fuente de energía no cuenta con un sistema de refrigeración de alta eficiencia. [ 25 ]

Un sistema basado en el ciclo M, fabricado por Coolerado, se utiliza actualmente para refrigerar el Centro de Datos del Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo (NSIDC) de la NASA. Las instalaciones se refrigeran con aire por debajo de los 70 grados Fahrenheit y utilizan el sistema Coolerado por encima de esa temperatura. Esto es posible gracias a que la unidad de tratamiento de aire del sistema utiliza aire exterior fresco, lo que le permite usar automáticamente aire ambiente exterior frío cuando las condiciones lo permiten. De esta forma, se evita el funcionamiento innecesario del sistema de refrigeración. El sistema se alimenta mediante un conjunto de paneles solares que también sirve como fuente de alimentación secundaria en caso de un corte de energía principal. [ 26 ]

El sistema tiene una eficiencia muy alta, pero, al igual que otros sistemas de enfriamiento evaporativo, está limitado por los niveles de humedad ambiental, lo que ha restringido su adopción para uso residencial. Puede utilizarse como enfriamiento complementario durante épocas de calor extremo sin sobrecargar significativamente la infraestructura eléctrica. Si una localidad cuenta con excedentes de agua o capacidad de desalinización, puede utilizarse para reducir la demanda eléctrica excesiva mediante el uso de agua en unidades M-Cycle asequibles. Debido a los altos costos de los sistemas de aire acondicionado convencionales y las limitaciones extremas de muchos sistemas de servicios eléctricos, las unidades M-Cycle pueden ser los únicos sistemas de enfriamiento adecuados para zonas empobrecidas durante épocas de temperaturas extremadamente altas y alta demanda eléctrica. En zonas desarrolladas, pueden servir como sistemas de respaldo complementarios en caso de sobrecarga eléctrica y pueden utilizarse para aumentar la eficiencia de los sistemas convencionales existentes.

El ciclo M no se limita a los sistemas de refrigeración y puede aplicarse a diversas tecnologías, desde motores Stirling hasta generadores de agua atmosférica . Para aplicaciones de refrigeración, puede utilizarse tanto en configuraciones de flujo cruzado como de contracorriente. Se ha comprobado que la configuración de contracorriente proporciona temperaturas más bajas, más adecuadas para la refrigeración doméstica, mientras que la de flujo cruzado ofrece un coeficiente de rendimiento (COP) más elevado, por lo que resulta más apropiada para grandes instalaciones industriales.

A diferencia de las técnicas de refrigeración tradicionales, el COP de los sistemas pequeños se mantiene alto, ya que no requieren bombas de elevación ni otros equipos necesarios para las torres de refrigeración. Un  sistema de refrigeración de 1,5 toneladas/4,4 kW requiere solo 200 vatios para el funcionamiento del ventilador, lo que da un COP de 26,4 y una clasificación EER de 90. Esto no tiene en cuenta la energía necesaria para purificar o suministrar el agua, y se refiere estrictamente a la potencia necesaria para el funcionamiento del dispositivo una vez que se suministra el agua. Si bien la desalinización del agua también supone un coste, el calor latente de vaporización del agua es casi 100 veces superior a la energía necesaria para purificarla. Además, el dispositivo tiene una eficiencia máxima del 55 %, por lo que su COP real es mucho menor que este valor calculado. Sin embargo, independientemente de estas pérdidas, el COP efectivo sigue siendo significativamente superior al de un sistema de refrigeración convencional, incluso si primero se debe purificar el agua mediante desalinización. En áreas donde no hay agua disponible en ninguna forma, se puede utilizar con un desecante para recuperar agua utilizando fuentes de calor disponibles, como la energía solar térmica . [ 27 ] [ 28 ]

Diseños teóricos

En el diseño más reciente, pero aún no comercializado, "cold-SNAP" del Instituto Wyss de Harvard, una cerámica impresa en 3D conduce el calor, pero está recubierta parcialmente con un material hidrofóbico que actúa como barrera contra la humedad. [ 29 ] Si bien no se agrega humedad al aire entrante, la humedad relativa (HR) aumenta ligeramente según la fórmula Temperatura-HR. Aun así, el aire relativamente seco resultante del enfriamiento evaporativo indirecto permite que la transpiración de los habitantes se evapore más fácilmente, lo que aumenta la eficacia relativa de esta técnica. El enfriamiento indirecto es una estrategia eficaz para climas cálidos y húmedos que no pueden permitirse aumentar el contenido de humedad del aire de suministro debido a las preocupaciones sobre la calidad del aire interior y el confort térmico humano.

Las estrategias de enfriamiento evaporativo indirecto pasivo son poco comunes porque implican el uso de un elemento arquitectónico como intercambiador de calor (por ejemplo, un techo). Este elemento se rocía con agua y se enfría mediante la evaporación de la misma. Estas estrategias son raras debido al alto consumo de agua, lo que también conlleva el riesgo de filtraciones y daños a la estructura del edificio.

Diseños híbridos

Refrigeración evaporativa de dos etapas, o indirecta-directa.

En la primera etapa de un enfriador de dos etapas, el aire caliente se preenfría indirectamente sin añadir humedad (al pasar por un intercambiador de calor que se enfría por evaporación en el exterior). En la etapa directa, el aire preenfriado pasa a través de una almohadilla empapada en agua y absorbe humedad a medida que se enfría. Dado que el suministro de aire se preenfría en la primera etapa, se transfiere menos humedad en la etapa directa para alcanzar las temperaturas de enfriamiento deseadas. El resultado, según los fabricantes, es un aire más frío con una humedad relativa de entre el 50 y el 70 %, dependiendo del clima, en comparación con un sistema tradicional que produce una humedad relativa de entre el 70 y el 80 % en el aire acondicionado.

Sistema evaporativo + respaldo convencional

En otro diseño híbrido , se ha combinado la refrigeración directa o indirecta con el aire acondicionado por compresión de vapor o por absorción para aumentar la eficiencia general y/o reducir la temperatura por debajo del límite de bulbo húmedo.

Aislamiento térmico + radiación pasiva diurna + evaporativo

La refrigeración evaporativa puede combinarse con la refrigeración radiativa pasiva diurna y el aislamiento térmico para mejorar la capacidad de refrigeración con consumo energético cero , aunque con una "recarga" de agua ocasional según la zona climática de la instalación. El sistema, desarrollado por Lu et al., "consta de un reflector solar, una capa evaporativa rica en agua y emisora ​​de infrarrojos, y una capa aislante permeable al vapor, transparente a los infrarrojos y reflectante de la luz solar", con la capa superior que permite "la eliminación de calor mediante evaporación y radiación, a la vez que resiste el calentamiento ambiental". El sistema demostró una capacidad de refrigeración ambiental un 300 % superior a la de la refrigeración radiativa pasiva diurna independiente y podría prolongar la vida útil de los alimentos un 40 % en climas fríos y húmedos y un 200 % en climas secos sin refrigeración . [ 30 ]

Deshumidificación por membrana y enfriamiento evaporativo

El enfriamiento evaporativo convencional solo funciona con aire seco, por ejemplo, cuando la relación de humedad es inferior a ~0,02  kg de agua /kg de aire . [ 31 ] También requiere un aporte considerable de agua. Para superar estas limitaciones, el enfriamiento evaporativo por punto de rocío se puede hibridar con la deshumidificación por membrana , utilizando membranas que permiten el paso del vapor de agua pero bloquean el aire. [ 31 ] El aire que pasa a través de estas membranas se puede concentrar con un compresor, de modo que se puede condensar a temperaturas más cálidas. La primera configuración con este enfoque reutilizó el agua de deshumidificación para proporcionar un enfriamiento evaporativo adicional. Este enfoque puede proporcionar completamente su propia agua para el enfriamiento evaporativo, supera a un sistema de rueda desecante básico en todas las condiciones y supera a la compresión de vapor en condiciones secas. También puede permitir el enfriamiento a mayor humedad sin el uso de refrigerantes, muchos de los cuales tienen un potencial de gases de efecto invernadero considerable. [ 31 ]

Materiales

Debido a su buena relación costo/rendimiento/durabilidad, la mayoría de las almohadillas de los enfriadores evaporativos aún consisten en virutas de madera ( fibra de madera de álamo temblón ) dentro de una malla de contención, pero algunos enfriadores evaporativos modernos/especializados pueden usar materiales, como ciertos plásticos y papel melaminado , como medio de las almohadillas de enfriamiento para cumplir con sus requisitos. Los medios rígidos modernos, comúnmente de 8" o 12" de espesor, proporcionan una mayor superficie para absorber la humedad y, por lo tanto, enfrían el aire de manera más efectiva que los medios de álamo temblón, típicamente mucho más delgados, de alrededor de 1,5" por capa. [ 32 ] Otro material que a veces se usa es el cartón corrugado. [ 33 ] [ 34 ]

Consideraciones de diseño

Uso del agua

En climas áridos y semiáridos, la escasez de agua hace que el consumo de agua sea una preocupación en el diseño de sistemas de refrigeración. Según los contadores de agua instalados, se consumieron 420 938 L (111 200 gal) de agua durante 2002 para las dos torres de refrigeración pasivas del centro de visitantes del Parque Nacional Zion. [ 35 ] Sin embargo, los expertos abordan estas preocupaciones señalando que la generación de electricidad de carga base generalmente requiere una gran cantidad de agua en sus torres de refrigeración . Los enfriadores evaporativos utilizan mucha menos electricidad que el aire acondicionado, por lo que el consumo total de agua comparable podría ser menor y el costo total menor en comparación con los enfriadores . [ 36 ]

Sombreado

Permitir la exposición solar directa a cualquier superficie que pueda transferir el calor adicional a cualquier parte del flujo de aire a través de la unidad elevará la temperatura del aire. Si el calor se transfiere al aire antes de que fluya a través de las almohadillas, o si la luz solar calienta las almohadillas mismas, aumentará la evaporación, pero la energía adicional necesaria para lograrlo no provendrá de la energía contenida en el aire ambiente, sino que será suministrada por el sol, lo que resultará no solo en temperaturas más altas, sino también en mayor humedad, al igual que lo haría elevar la temperatura del aire de entrada por cualquier medio, o calentar el agua antes de distribuirla sobre la almohadilla por cualquier medio. En el peor de los casos, colocar el enfriador en un techo soleado donde las temperaturas podrían ser 30 grados o más altas que en un área sombreada fuera del techo, podría resultar en temperaturas de aire de escape anuladas sin cambios o incluso más altas en un enfriador que funcione correctamente, produciendo una diferencia de -30 grados. Además, la luz solar puede degradar algunos medios y otros componentes del enfriador. Por lo tanto, se recomienda proporcionar sombra en todas las circunstancias, aunque la disposición vertical de las almohadillas y el aislamiento entre las superficies horizontales exteriores e interiores (orientadas hacia arriba) para minimizar la transferencia de calor serán suficientes.

Sistemas mecánicos

Aparte de los ventiladores utilizados en la refrigeración evaporativa mecánica, las bombas son el único otro componente mecánico necesario para el proceso de refrigeración evaporativa, tanto en aplicaciones mecánicas como pasivas. Las bombas pueden utilizarse para recircular el agua a la almohadilla de medio húmedo o para suministrar agua a muy alta presión a un sistema de nebulización para una torre de refrigeración pasiva. Las especificaciones de la bomba varían según las tasas de evaporación y la superficie de la almohadilla de medio. El centro de visitantes del Parque Nacional Zion utiliza una bomba de 250 W (1/3 HP). [ 37 ]

Escape

Para una refrigeración óptima, los conductos de extracción y/o las ventanas abiertas deben tener el tamaño suficiente para permitir varias renovaciones de aire por hora en la zona climatizada. De lo contrario, podría generarse una presión positiva, reduciendo las renovaciones de aire, e impedir que el ventilador o soplador del sistema aspire suficiente aire a través del medio de refrigeración, lo que resultaría en una menor evaporación y una menor eficiencia. El sistema de refrigeración por evaporación no puede funcionar eficazmente sin un flujo continuo de aire desde la zona climatizada hacia el exterior. Al optimizar la ubicación de la entrada de aire refrigerado, junto con la distribución de los pasillos, puertas y ventanas de la vivienda, el sistema puede utilizarse de forma más eficaz para dirigir el aire refrigerado a las zonas necesarias. Un diseño adecuado permite extraer y expulsar eficazmente el aire caliente de las zonas deseadas sin necesidad de un sistema de ventilación con conductos sobre el techo. El flujo de aire continuo es esencial, por lo que las ventanas o rejillas de ventilación no deben restringir el volumen ni el paso del aire introducido por la máquina de refrigeración por evaporación. También hay que tener en cuenta la dirección del viento exterior, ya que, por ejemplo, un viento fuerte y cálido del sur ralentizará o restringirá la salida del aire por una ventana orientada al sur. Siempre es mejor tener abiertas las ventanas que dan al lado opuesto del viento, mientras que las que dan al lado opuesto permanecen cerradas.

Diferentes tipos de instalaciones

Instalaciones típicas

Por lo general, los enfriadores evaporativos residenciales e industriales utilizan la evaporación directa y se pueden describir como una caja cerrada de metal o plástico con laterales ventilados. El aire es impulsado por un ventilador centrífugo o soplador (generalmente accionado por un motor eléctrico con poleas, conocidas como "poleas" en la terminología de HVAC , o un ventilador axial de accionamiento directo), y una bomba de agua se utiliza para humedecer las almohadillas de enfriamiento evaporativo. Las unidades de enfriamiento se pueden montar en el techo (de tiro descendente o flujo descendente) o en las paredes exteriores o ventanas (de tiro lateral o flujo horizontal) de los edificios. Para enfriar, el ventilador aspira el aire ambiente a través de las rejillas de ventilación en los laterales de la unidad y a través de las almohadillas húmedas. El calor del aire evapora el agua de las almohadillas, que se humedecen constantemente para continuar el proceso de enfriamiento. Luego, el aire enfriado y húmedo se distribuye al edificio a través de una rejilla de ventilación en el techo o la pared.

Dado que el aire de entrada del enfriador proviene del exterior del edificio, debe haber una o más rejillas de ventilación grandes para permitir el paso del aire del interior al exterior. El aire solo debe circular una vez por el sistema, ya que de lo contrario el efecto de enfriamiento disminuirá con cada reutilización. Esto se debe a que el aire alcanza el punto de saturación . Generalmente, en espacios con enfriadores evaporativos se producen alrededor de 15 renovaciones de aire por hora (ACH), una tasa relativamente alta para mantener la máxima eficiencia de enfriamiento. En el peor de los casos, colocar un enfriador evaporativo portátil en una habitación sellada probablemente resultará en una habitación húmeda que eventualmente volverá a su temperatura ambiente original.

Torres de refrigeración evaporativas (húmedas)

Grandes torres de refrigeración hiperboloides fabricadas en acero estructural para una central eléctrica en Kharkiv (Ucrania).

Las torres de refrigeración son estructuras que enfrían agua u otros fluidos de transferencia de calor hasta alcanzar una temperatura de bulbo húmedo cercana a la ambiente. Las torres de refrigeración húmedas funcionan según el principio de enfriamiento evaporativo, pero están optimizadas para enfriar el agua en lugar del aire. Suelen encontrarse en grandes edificios, centrales eléctricas de carga base o instalaciones industriales. Transfieren calor al ambiente procedente de enfriadoras, procesos industriales o el ciclo de potencia Rankine , por ejemplo.

Sistemas de nebulización

Sistema de pulverización de niebla con bomba de agua debajo.

Los sistemas de nebulización funcionan impulsando agua mediante una bomba de alta presión y tuberías a través de una boquilla de nebulización de latón y acero inoxidable con un orificio de aproximadamente 5 micrómetros , produciendo así una niebla ultrafina. Las gotas de agua que crean la niebla son tan pequeñas que se evaporan instantáneamente. La evaporación instantánea puede reducir la temperatura del aire circundante hasta en 20  °C (35  °F) en cuestión de segundos. [ 38 ] Para sistemas de patio, lo ideal es instalar la línea de nebulización aproximadamente a 2,4 a 3,0 m (8 a 10 pies) sobre el suelo para una refrigeración óptima. La nebulización se utiliza en aplicaciones como parterres, mascotas, ganado, perreras, control de insectos, control de olores, zoológicos, clínicas veterinarias, refrigeración de productos agrícolas e invernaderos.

Ventiladores nebulizadores

Ventilador nebulizador con cortina de agua en la calle Piotrkowska en Łódź , junio de 2015

Un ventilador nebulizador es similar a un humidificador . Este tipo de ventilador expulsa una fina niebla de agua al aire. Si el aire no es demasiado húmedo, el agua se evapora, absorbiendo el calor del ambiente, lo que permite que el ventilador nebulizador también funcione como enfriador de aire. Un ventilador nebulizador puede usarse al aire libre, especialmente en climas secos. Durante las olas de calor, las ciudades pueden instalar ventiladores nebulizadores para que la gente se refresque.

Los pequeños ventiladores portátiles con función de nebulización, que funcionan con pilas y constan de un ventilador eléctrico y una bomba de agua manual, se venden como artículos de novedad. Su eficacia en el uso diario es incierta.

Actuación

Para comprender el rendimiento de la refrigeración evaporativa, es necesario comprender la psicrometría . El rendimiento de la refrigeración evaporativa varía debido a los cambios en la temperatura y la humedad del ambiente. Un enfriador residencial debe ser capaz de reducir la temperatura del aire a un valor entre 3 y 4 °C (5 y 7 °F) de la temperatura de bulbo húmedo.  

Es sencillo predecir el rendimiento de un enfriador a partir de la información meteorológica estándar. Dado que los informes meteorológicos suelen incluir el punto de rocío y la humedad relativa , pero no la temperatura de bulbo húmedo, se debe utilizar un diagrama psicrométrico o un programa informático sencillo para calcular esta última. Una vez identificadas la temperatura de bulbo húmedo y la de bulbo seco, se puede determinar el rendimiento de enfriamiento o la temperatura del aire de salida del enfriador.

Para el enfriamiento evaporativo directo, la eficiencia de saturación directa,ϵ{\displaystyle \epsilon }, mide en qué medida la temperatura del aire que sale del enfriador evaporativo directo se aproxima a la temperatura de bulbo húmedo del aire que entra. La eficiencia de saturación directa se puede determinar de la siguiente manera: [ 39 ]

ϵ=Tmi,db−Tl,dbTmi,db−Tmi,wb{\displaystyle \epsilon ={\frac {T_{e,db}-T_{l,db}}{T_{e,db}-T_{e,wb}}}}
Dónde:
ϵ{\displaystyle \epsilon }= eficiencia de saturación de enfriamiento evaporativo directo (%)
Tmi,db{\displaystyle T_{e,db}}= temperatura de bulbo seco del aire de entrada (°C)
Tl,db{\displaystyle T_{l,db}}= temperatura de bulbo seco del aire de salida (°C)
Tmi,wb{\displaystyle T_{e,wb}}= temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada (°C)

La eficiencia del medio evaporativo suele estar entre el 80 % y el 90 %. Los sistemas más eficientes pueden reducir la temperatura del aire seco al 95 % de la temperatura de bulbo húmedo, mientras que los menos eficientes solo alcanzan el 50 %. [ 39 ] La eficiencia de evaporación disminuye muy poco con el tiempo.

Las típicas almohadillas de álamo temblón que se utilizan en los enfriadores evaporativos residenciales ofrecen una eficiencia de alrededor del 85 %, mientras que el material evaporativo tipo CELdek ofrece eficiencias superiores al 90 %, dependiendo de la velocidad del aire. El material CELdek se utiliza con mayor frecuencia en grandes instalaciones comerciales e industriales.

Por ejemplo, en Las Vegas , con un día típico de diseño de verano de 42 °C (108 °F) de temperatura de bulbo seco y 19 °C (66 °F) de temperatura de bulbo húmedo o aproximadamente un 8 % de humedad relativa, la temperatura del aire de salida de un enfriador residencial con una eficiencia del 85 % sería:      

Tl,db{\displaystyle T_{l,db}} = 42  °C  – [(42  °C  – 19  °C)  × 85%] = 22,45 °C o 72,41 °F  

Una diferencia de temperatura de -36,4 °F

Sin embargo, se puede utilizar cualquiera de los dos métodos para estimar el rendimiento:

  • Utilice una tabla psicrométrica para calcular la temperatura de bulbo húmedo y, a continuación, añada entre 5 y 7  °F como se describe anteriormente.
  • Utilice una regla práctica que estime que la temperatura de bulbo húmedo es aproximadamente igual a la temperatura ambiente, menos un tercio de la diferencia entre la temperatura ambiente y el punto de rocío . Como antes, añada 5–7  °F como se describió anteriormente.

Algunos ejemplos aclaran esta relación:

  • A 32 °C (90 °F) y 15 % de humedad relativa, el aire puede enfriarse hasta casi 16 °C (61 °F) . El punto de rocío para estas condiciones es de 2 °C (36 °F) .      
  • A 32  °C y 50 % de humedad relativa, el aire puede enfriarse hasta unos 24 °C (75 °F) . El punto de rocío para estas condiciones es de 20 °C (68 °F) .    
  • A 40 °C (104 °F) y 15 % de humedad relativa, el aire puede enfriarse hasta casi 21 °C (70 °F) . El punto de rocío para estas condiciones es de 8 °C (46 °F) .      

( Ejemplos de refrigeración extraídos de la publicación " Homewise " de la Universidad de Idaho del 25 de junio de 2000 ).

Debido a que los enfriadores evaporativos funcionan mejor en condiciones secas, son ampliamente utilizados y más eficaces en regiones áridas y desérticas como el suroeste de Estados Unidos , el norte de México y Rajastán .

La misma ecuación explica por qué los enfriadores evaporativos tienen una utilidad limitada en ambientes muy húmedos: por ejemplo, un día caluroso de agosto en Tokio puede tener una temperatura de 30 °C (86 °F) con una humedad relativa del 85 % y una presión de 1005 hPa. Esto da como resultado un punto de rocío de 27,2 °C (81,0 °F) y una temperatura de bulbo húmedo de 27,88 °C (82,18 °F) . Según la fórmula anterior, con una eficiencia del 85 %, el aire solo se puede enfriar hasta 28,2 °C (82,8 °F), lo que lo hace poco práctico.        

Comparación con otros tipos de aire acondicionado

Un ventilador nebulizador

Comparación entre la refrigeración por evaporación y el aire acondicionado basado en refrigeración :

Ventajas

Más económico de instalar y operar.

Facilidad de instalación y mantenimiento

  • Los usuarios con conocimientos básicos de mecánica pueden instalar estos equipos a un coste mucho menor que los equipos de refrigeración, que requieren habilidades especializadas e instalación profesional.
  • La mayoría de los enfriadores evaporativos básicos solo cuentan con dos componentes mecánicos: el motor del ventilador y la bomba de agua. Ambos componentes pueden repararse o reemplazarse a bajo costo y, a menudo, por un usuario con conocimientos básicos de mecánica, lo que elimina las costosas llamadas de servicio a los contratistas de climatización.

Aire de ventilación

  • El flujo volumétrico frecuente y elevado del aire que circula por el edificio reduce drásticamente la "envejecimiento del aire" en el mismo.
  • La refrigeración por evaporación aumenta la humedad . En climas secos, esto puede mejorar el confort y disminuir los problemas de electricidad estática .
  • La almohadilla actúa como un filtro de aire bastante eficaz cuando se le da el mantenimiento adecuado; es capaz de eliminar diversos contaminantes del aire, incluido el ozono urbano causado por la contaminación, incluso en condiciones climáticas muy secas. Los sistemas de refrigeración pierden esta capacidad cuando no hay suficiente humedad en el aire para mantener húmedo el evaporador, a la vez que se produce una condensación constante que elimina las impurezas disueltas del aire.

Desventajas

Actuación

  • La mayoría de los enfriadores evaporativos no pueden alcanzar una temperatura tan baja como los sistemas de aire acondicionado por refrigeración.
  • Las condiciones de alto punto de rocío (humedad) disminuyen la capacidad de enfriamiento del enfriador evaporativo.
  • Sin deshumidificación . Los aires acondicionados tradicionales eliminan la humedad del aire, excepto en lugares muy secos donde la recirculación puede provocar una acumulación de humedad. El enfriamiento evaporativo añade humedad y, en climas húmedos, la sequedad puede mejorar el confort térmico a temperaturas elevadas.

Comodidad

  • El aire suministrado por el enfriador evaporativo suele tener una humedad relativa del 80-90% y puede provocar niveles de humedad interior de hasta el 65%; el aire muy húmedo reduce la tasa de evaporación de la humedad de la piel, la nariz, los pulmones y los ojos.
  • La alta humedad ambiental acelera la corrosión , especialmente en presencia de polvo. Esto puede reducir considerablemente la vida útil de los aparatos electrónicos y otros equipos.
  • La alta humedad ambiental puede provocar condensación . Esto puede ser un problema en ciertas situaciones (por ejemplo, con equipos eléctricos, ordenadores, papel, libros o madera vieja).
  • Los olores y otros contaminantes del exterior pueden ser arrastrados al interior del edificio a menos que se instale un sistema de filtrado adecuado.

Uso del agua

  • Los enfriadores evaporativos requieren un suministro constante de agua.
  • El agua con alto contenido mineral (agua dura) deja depósitos minerales en las almohadillas y el interior del refrigerador. Dependiendo del tipo y la concentración de minerales, pueden existir riesgos de seguridad durante el reemplazo y la eliminación de las almohadillas usadas. Los sistemas de purga y llenado (bomba de purga) pueden reducir este problema, pero no eliminarlo por completo. La instalación de un filtro de agua en línea (del tipo utilizado para el agua potable del refrigerador o la máquina de hielo) reducirá drásticamente los depósitos minerales.

Frecuencia de mantenimiento

  • Cualquier componente mecánico que pueda oxidarse o corroerse necesita una limpieza o sustitución periódica debido al ambiente de alta humedad y a los posibles depósitos minerales en zonas con agua dura.
  • Los materiales evaporativos deben reemplazarse periódicamente para mantener un buen rendimiento de refrigeración. Las almohadillas de lana de madera son económicas, pero requieren reemplazo cada pocos meses. Los materiales rígidos de mayor eficiencia son mucho más caros, pero su duración depende de la dureza del agua; en zonas con agua muy dura, pueden durar solo dos años antes de que la acumulación de incrustaciones minerales reduzca su rendimiento de forma inaceptable.
  • En zonas con inviernos fríos, los enfriadores evaporativos deben vaciarse y prepararse para el invierno para proteger la tubería de agua y el propio enfriador de los daños causados ​​por las heladas, y luego volver a prepararse para el invierno antes de la temporada de refrigeración.

Riesgos para la salud

  • Un enfriador evaporativo es un lugar común para la reproducción de mosquitos. Numerosas autoridades consideran que un enfriador con un mantenimiento inadecuado representa una amenaza para la salud pública. [ 42 ]
  • El moho y las bacterias pueden dispersarse en el aire interior debido a sistemas con mantenimiento inadecuado o defectuosos, provocando el síndrome del edificio enfermo y efectos adversos para las personas con asma y alergias. Esto también puede causar mal olor.
  • La lana de madera de las almohadillas de los enfriadores secos puede incendiarse incluso con pequeñas chispas.

Véase también

Referencias

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