Torres refrigeracion , Guías, Proyectos, Investigaciones de Termodinámica

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TÍTULO

Guía técnica de torres de refrigeración

CONTENIDO

Esta publicación ha sido redactada por la Asociación Técnica Española de Climatización y

Refrigeración (ATECYR) para el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE),

con el objetivo de promocionar la eficiencia en el uso final de la energía en los edificios.

Esta publicación está incluida en el fondo editorial del IDAE, en la serie “Ahorro y Eficiencia Energética en Climatización”. Cualquier reproducción, parcial o total, de la presente publicación debe contar con la aprobación por escrito del IDAE.

Depósito Legal: M-8045- ISBN: 978-84-96680-09-

........................................................

IDAE

Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía C/ Madera, 8 E-28004-Madrid [email protected] www.idae.es Madrid, febrero de 2007

Í N D I C E

Presentación................................... 5

1 Objeto y campo de aplicación........................ 7

1.1 Contenido....................................................... 7 1.2 Introducción..................................................... 7

2 Razones básicas de utilización

de los sistemas de enfriamiento evaporativo............... 9

2.1 Ventajas y limitaciones.......................... 9 2.2 Comparación entre sistemas evaporativos y sistemas “solo aire”.... 10 2.3 Ámbito de utilización.......................... 13 2.4 El enfriamiento evaporativo en los sistemas de aire acondicionado y refrigeración como medio de ahorro energético y conservación del medio ambiente................... 13

3 Condiciones de proyecto.......................... 21

3.1 Condiciones de proyecto y de ejecución de instalaciones de torres y condensadores de enfriamiento evaporativo....................................... 21

4 Ejecución de la instalación de los equipos................ 25

4.1 Requisitos de instalación........................ 25

5 Puesta en marcha de los equipos..................... 29

5.1 Responsabilidad y competencia de la puesta en marcha y pruebas de los equipos............. 29 5.2 Limpieza previa y desinfección inicial de conformidad con los reglamentos.................. 29 5.3 Comprobaciones elementales en el proceso de puesta en servicio de los equipos.............. 30

6 Protección contra heladas......................... 33

7 Las torres y condensadores como factor de riesgo

de difusión de Legionela.......................... 35

7.1 Periodos críticos............................ 35 7.2 Posibilidades de infección e incubación de la bacteria en torres y condensadores....................... 36

P R E S E N TA C I Ó N

El nuevo Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) transpone parcial mente la Directiva 2002/91/CE, de 16 de diciembre, relativa a la eficiencia energética de los edificios, fijando los requisitos mínimos de eficiencia energética que deben cumplir las ins talaciones térmicas de los edificios nuevos y existentes, y un procedimiento de inspección periódica de calderas y de los sistemas de aire acondicionado.

El Reglamento se desarrolla con un enfoque basado en prestaciones u objetivos, es decir, expresando los requisitos que deben satisfacer las instalaciones térmicas sin obligar al uso de una determinada técnica o material ni impidiendo la introducción de nuevas tecnologías y conceptos en cuanto al diseño, frente al enfoque tradicional de reglamentos prescriptivos que consisten en un conjunto de especificaciones técnicas detalladas que presentan el in conveniente de limitar la gama de soluciones aceptables e impiden el uso de nuevos productos y de técnicas innovadoras.

Así, para justificar que una instalación cumple las exigencias que se establecen en el RITE podrá optarse por una de las siguientes opciones:

— adoptar soluciones basadas en las Instrucciones Técnicas, cuya correcta aplicación en el diseño y dimensionado, ejecución, mantenimiento y utilización de la instalación, es suficiente para acreditar el cumplimiento de las exigencias; o

— adoptar soluciones alternativas, entendidas como aquellas que se apartan parcial o totalmente de las Instrucciones Técnicas. El proyectista o el director de la instalación, bajo su responsabilidad y previa conformidad de la propiedad, pueden adoptar solu ciones alternativas, siempre que justifiquen documentalmente que la instalación diseñada satisface las exigencias del RITE porque sus prestaciones son, al menos, equivalentes a las que se obtendrían por la aplicación de las soluciones basadas en las Instrucciones Técnicas.

Por esta razón, el IDAE con el fin de facilitar a los agentes que participan en el diseño y di mensionado, ejecución, mantenimiento e inspección de estas instalaciones, ha promovido la elaboración de una serie de guías técnicas de ahorro y eficiencia energética en climatiza ción, que desarrollen soluciones alternativas.

NOTA: En este documento todas las menciones al Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios se refieren al último borrador disponible.

Guía técnica

Torres de refrigeración

• La prevención contra el riesgo de difusión de la le gionela desde estos equipos.
• La conservación de los equipos durante un periodo rentable.
• El manejo y mantenimiento de los equipos te niendo en cuenta la prevención de los riesgos laborales.

No obstante lo dicho sobre las fuentes de información que se supone que maneja habitualmente o ha maneja do el técnico lector, en el texto se incluyen algunos resúmenes de principios teóricos fundamentales y for mulas básicas de aplicación práctica que ayuden a la interpretación o a la utilización inmediata de algunas de las recomendaciones expuestas, sin que eso excuse de la conveniencia de recurrir a la consulta de textos más detallados o precisos en los casos adecuados.

Razones básicas

de utilización de los

sistemas de enfriamiento

evaporativo

2.1 VENTAJAS Y LIMITACIONES

En muchas aplicaciones de las técnicas que requieren la extracción de calor para el confort en recintos determi nados o para el desarrollo de procesos industriales, se impone la transferencia de esta forma de energía que, cuando no puede aprovecharse como tal, se ha de verter en sumideros que tradicionalmente se consideraban como inocuos e inagotables: normalmente el aire at mosférico o los caudales y reservas de agua.

Asimismo, en la elección de tales sumideros se ha tenido, y todavía en algunos casos se sigue teniendo, poco en cuenta el consumo necesario de energía en función del medio y del modo en el que se realiza el vertido del calor residual. En la elección del procedimiento suele primar el coste inicial de los equipos (que tiene una repercusión inmediata en el presupuesto de las ofertas comerciales) y pocas veces se incluye en el estudio de gestión y explo tación del sistema un cálculo comparativo del coste energético de funcionamiento según el medio y modo elegido, con repercusión permanente en los gastos de explotación, normalmente en constante aumento.

El progresivo y rápido avance de los conocimientos me dioambientales y del equilibrio térmico de la Tierra y el Universo ha ido poniendo en evidencia que la aparente sen cillez y economía de utilizar los sistemas de transferencia directa de calor sensible al aire, además de las limitaciones que imponga su temperatura tiene algunos inconvenientes y elevados costes asociados al consumo energético del pro ceso, a las consiguientes emisiones de CO 2 a la atmósfera y al posterior efecto invernadero, entre otros.

La utilización de sistemas de enfriamiento evaporati vo reduce significativamente estos efectos, por lo que son altamente recomendables en instalaciones idóneas por la forma y cantidad de calor a disipar. Resultan

especialmente útiles en procesos de enfriamiento donde, en las épocas más cálidas, se requieran temperaturas resultantes entre 45 y 25 0 C, mayormente en zonas de clima cálido y seco, pudiendo alcanzar en verano niveles inferiores a los 25 0 C, en función de la temperatura húme da disponible, y también trabajar con fluidos recibidos a mayores temperaturas, próximas a 85 0 C en el caso de torres enfriando líquidos, o superiores en el caso de con densadores recibiendo vapores sobrecalentados.

En los procesos de enfriamiento por aire, la extracción de calor se efectúa prácticamente en su totalidad bajo la forma de calor sensible que es función del peso especí fico del aire, de su calor específico y de la variación de temperaturas que experimenta, cambiando la tempera tura del aire sin afectar a su humedad específica o contenido en vapor de agua. En cambio, en los procesos de enfriamiento evaporativo puede haber una pequeña transferencia en forma de calor sensible (hasta un 10 ó 15%) y fundamentalmente una gran transformación en calor latente (85 a 90%), merced a la evaporación de una reducida porción del agua en circulación.

Un breve ejercicio (simplificado) sobre un diagrama psi crométrico y unos ligeros cálculos (véase Anexo 10.5) ilustran algunos de los diferentes resultados obtenibles mediante el empleo de sistemas de enfriamiento con aire o actuando con sistemas de enfriamiento evaporativo.

En los procesos de enfriamiento evaporativo se apro vecha el calor latente de vaporización del agua, calor que ha de absorber para realizar su cambio de estado pasando de líquido a vapor. Tiene un valor variable se gún la temperatura en la que se realiza el cambio de fase, pero para los márgenes normales entre los que evolucionan en las torres de enfriamiento, puede con siderarse un valor medio de entre 2500 y 2600 kJ/kg 3 , aproximadamente.

Calor de vaporización de agua a T0C: Cv = 2501+1,805 T ; p/ej.: para agua a 30 0C Cv = 2555 kJ/kg 3

Razones básicas de utilización de los sistemas de enfriamiento evaporativo

ce = Calor específico del aire (kJ/kg K) ΔT = Cambio de temperatura que experimenta el aire en circulación ( 0 C) Va = Caudal volumétrico de aire puesto en circula ción (m^3 /s) pa = Densidad del aire (kg/m^3 )

Al considerar los valores medios resulta un factor de trans porte muy bajo, esto es, se requiere un gran volumen de aire en circulación y un considerable consumo en los mo tores de los ventiladores en proporción al calor disipado.

b) El límite inferior de enfriamiento queda fijado por la temperatura seca del ambiente y una aproximación a ella de 15^0 C como media para los condensadores y de 6 a 12 0 C para aerorrefrigeradores.

Esto puede significar temperaturas mínimas de enfria miento de agua o líquidos de 38 a 50 0 C en las horas centrales diurnas de verano (para temperaturas de am biente de 32 a 38 0 C, dependiendo de la zona).

En el caso de condensadores por aire de sistemas frigo ríficos para climatización, según sea el refrigerante empleado, resultarán las presiones correspondientes a temperaturas de condensación de 45 a 55 0 C.

Los procedimientos evaporativos (húmedos):

c) Realizan el intercambio de energía calorífica en una pequeña proporción en forma de calor sensi ble, determinado por el calor específico del aire, su caudal y peso específico y por el cambio de temperatura que experimenta. La mayor parte del intercambio de energía se realiza según un proce so en el que entra en juego el calor latente de vaporización de una pequeña parte del agua pues ta en circulación.

Qt = Qa + Qw

Qa = Ma · ce · ΔT (^) ≈ 1,2 Va ΔT ; siendo Ma = Va · pa Qw = Mw · cv ≈ 1000 Vw cv ; siendo Mw = Vw · p Q = Potencia térmica total disipada (kW) Qw = Potencia térmica disipada (absorbida por la evaporación del agua) (kW) Mw = Caudal másico del agua evaporada (estimado entre un 1 a 3% del caudal circulante) (kg/s) = calor latente de vaporizacion del agua (kJ/kg) Vw = Caudal volumétrico de agua evaporada (m^3 /s) pw = Densidad del agua (kg/m^3 )

Para el agua, con valores medios de cv = 2550 kJ/kg y de pw = 1000 kg/m^3 , resulta un factor de transporte muy alto, esto es, se requiere relativamente un reducido

volumen de aire en circulación y reducido consumo en los motores de los ventiladores en proporción al calor disipado, aunque se añade el consumo de una bomba de recirculación adicional, cuya potencia depende de la complejidad y distancias en el sistema.

d) El límite inferior de enfriamiento queda fijado por la temperatura húmeda del ambiente y una aproximación (véase Apéndice II) a ella de hasta 3 0 C (suelen reco mendarse aproximaciones de entre 4 a 6 0 C).

Esto puede significar temperaturas mínimas de enfria miento de agua o líquidos de 24 a 32 0 C en las horas centrales diurnas de verano (para temperaturas húme das de ambiente de 21 a 26 0 C, dependiendo de la zona).

En el caso de condensadores evaporativos de sistemas frigo ríficos, en verano y con las temperaturas de bulbo húmedo citadas, pueden obtenerse las presiones correspondientes a unas temperaturas de condensación de 32 a 37 0 C.

Desde el punto de vista energético, son ventajosos los sis temas evaporativos, tanto más cuanto más elevadas y con mayor duración se den las temperaturas del ambiente.

Tanto en el caso de condensadores como en el de torres, atendiendo a sistemas frigoríficos de climatización, el empleo de sistemas evaporativos permite rebajar las temperaturas de condensación en verano hasta unos 15 0 C o más, según los casos, con respecto a las obteni bles enfriando por aire, lo que se traduce en un considerable aumento de capacidad del compresor y de reducción de potencia para su accionamiento, que re percute en notables ahorros energéticos de entre un 20 a 30% con respecto a los procedimientos de enfriamien to de condensación por aire.

2.2.2 Comparación de ventajas e inconvenientes

Los equipos o dispositivos de enfriamiento evaporativo uti lizables en los sistemas frigoríficos de climatización o industriales representan numerosas ventajas y algunos in convenientes frente a los similares utilizando solo aire. La última generación de equipos denominados híbridos está en desarrollo creciente y trata de incorporar las ventajas de los dos anteriormente citados, soslayando sus inconve nientes. (Esquemas de equipos en el Anexo 10.4).

2.2.2.1 Equipos evaporativos respecto de los de solo aire

Para una misma capacidad (disipación de calor):

a) Requieren un espacio en planta mucho menor (entre el 50 al 30% del requerido para aire solo).

cv

Guía técnica

Torres de refrigeración

b) Reducen el consumo de energía eléctrica (hasta un 30 a 50% del requerido para aire solo).

c) Suelen reducir el nivel de presión sonora (y en caso necesario, pueden incorporar atenuadores).

d) Reducen considerablemente el número de equipos, facilitando los tendidos de tuberías, del cableado y del aparellaje eléctricos.

e) Consiguen en verano temperaturas más bajas (entre 10 y 20 0 C inferiores) de enfriamiento del agua recir culada o refrigerante condensado que si se enfriaran con aire.

Pero:

f ) Requieren un cierto consumo de agua y un control de sus vertidos.

g) Requieren una adecuada gestión del agua consisten te en el eventual tratamiento sobre el agua de aporte, y siempre el tratamiento, limpieza y desinfección del agua y del equipo.

h) Las operaciones de limpieza son laboriosas.

i) Están sujetas a una estricta reglamentación sanitaria.

En las estimaciones relativas de consumo eléctrico sue le ponderarse un cálculo que tenga en cuenta el consumo propio y las diferencias de consumo inducidas sobre los sistemas a los que sirven, derivadas de las temperaturas de enfriamiento obtenibles.

A los efectos de estimación de rentabilidad entre ambos procedimientos, es conveniente considerar los costes de primera inversión (precios de los equipos), más los de ins talación (bancadas, acometidas, solar disponible) y gastos de explotación durante un periodo de plena carga estable (hasta 2 a 4 años desde la puesta en marcha) incluyendo el mantenimiento, tratamientos de agua y limpiezas, des infecciones, vertidos, así como las desviaciones de consumo o calidad del proceso en función de las tempera turas de enfriamiento en las distintas épocas el año.

2.2.2.2 Equipos evaporativos de circuito cerrado res pecto de los de circuito abierto

Para una misma capacidad (disipación de calor) y salto de temperatura, los equipos de circuito cerrado:

a) Disminuyen notablemente los problemas o riesgos de corrosión e incrustaciones en tuberías y equipos del sistema.

b) No exponen a ensuciamiento ni contaminación al agua o fluido de recirculación.

c) Reducen el riesgo de proliferación de legionela al quedar libres de contaminación desde el resto del sistema.

d) Posibilitan el trabajo en régimen seco (sin agua de recirculación) en horarios y épocas propicias, pu diendo incluso utilizar serpentines aleteados donde se disponga de agua de calidad adecuada.

e) Permiten la utilización de serpentines auxiliares que eviten el efecto penacho.

f ) Las operaciones de limpieza y desinfección regla mentarias se simplifican notablemente y se abaratan al quedar circunscritas al propio equipo, con menor cantidad de agua y con independencia del sistema al que dan servicio.

Pero:

g) Tienen mayor tamaño y peso (aproximadamente 1, veces o más en el caso de torres respecto de las abiertas, si se comparan con los mismos sentidos de flujos y con modelos semejantes de ventiladores).

h) Suelen tener mayor consumo de energía eléctrica, trabajando con caudales de aire mayores.

i) Su precio es mayor en razón de sus características constructivas.

2.2.2.3 Equipos híbridos respecto de los evaporati vos y solo aire

Para una misma capacidad (disipación de calor):

a) Requieren un espacio en planta equivalente a las torres de circuito cerrado (mayor que para torre abierta y mucho menor que para solo aire). Suelen tener mayor altura.

b) El consumo de energía eléctrica de los ventiladores es moderado (mayor que para torre abierta y menor que para solo aire).

c) El nivel de presión sonora es moderado (pueden in corporar atenuadores en caso necesario).

d) Actualmente los tamaños en el mercado son seme jantes a los de torres de circuito cerrado, con algo más de altura. El número necesario de equipos pue de ser mayor que de torres abiertas y bastante menor que de aerorrefrigeradores.

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Ambiente. En realidad este es el aspecto más importan te, pero se observa tanto en las actitudes personales, como en las empresariales y aún en las gubernamentales a nivel mundial, que a menudo queda reducida a una cuestión retórica que se invoca como principio y se aprovecha como mecanismo de presión política o eco nómica.

Parece ser que en la actual corriente o situación de hegemonía real de los principios de mercado, la ma nera eficaz de intentar controlar la situación es invocar los principios (Medio Ambiente), penalizar los consumos poco responsables (despilfarro, emi siones) y primar las gestiones de calidad (ahorro y eficiencia energética).

Los sistemas de enfriamiento evaporativo en general han nacido, se han desarrollado y han conseguido un lugar de referencia en todo el mundo como elemen tos de ahorro energético en los procesos de enfriamiento, humidificación y disipación de calor, en muy diversas aplicaciones de confort y de procesos industriales.

La industria manufacturera 7 que los diseña y los viene produciendo durante varios decenios, los ha ido perfec cionando y adaptando a las cambiantes y cada vez más exigentes demandas técnicas y sanitarias.

Por otra parte, las oficinas de ingeniería y de arquitectu ra van incorporando como un valor añadido a sus proyectos la defensa del Medio Ambiente, que necesa riamente comprende el ahorro razonable de energía y la consiguiente conservación de recursos naturales. Esto implica en muchos casos la utilización de equipos de en friamiento evaporativo.

2.4.2 El Cambio Climático y el Protocolo de

Kioto

La preocupación creciente acerca del Cambio Climáti co, ampliamente debatida desde la Conferencia de Toronto sobre Cambios en la Atmósfera (1988) llevó, tras sucesivas y numerosas reuniones de científicos y representantes de los gobiernos de casi todas las na ciones, al acuerdo del Protocolo de Kioto (1997) como aplicación práctica del Convenio Marco sobre Cambio Climático de la ONU.

En la negociación del Protocolo se alcanzó el compro miso inicial, con vinculación legal para todos los países industrializados, de alcanzar en 2010 una re ducción del 5,2% respecto a los niveles de 1990 para las emisiones de gases de efecto invernadero, como son los siguientes:

• Dióxido de carbono (CO 2 )
• Metano (CH 4 )
• Óxido nitroso (N 2 O)
• Hidrofluorocarbonos (HFC)
• Perfluorocarbonos (PFC)
• Exafluoruro de azufre (SF 6 )

Al propio tiempo se abría la posibilidad de establecer el comercio de derechos de emisiones entre los países in dustrializados.

Entre los gases afectados, el CO 2 es el que alcanza ma yor volumen de emisión, hasta el 80% del total, como emanaciones resultantes de procesos industriales, del transporte y de la generación de energía eléctrica.

La Comisión Europea emitió una Directiva que entró en vigor en octubre de 2003 que exige de los países de la UE la pre sentación de propuestas para otorgar derechos de emisión de CO 2 a las empresas afectadas, con el fin de presentar una propuesta global de reducción de emisiones. El cumpli miento de la Directiva se articula en España mediante el Plan Nacional de Asignación de derechos de emisión.

El compromiso de la Unión Europea respecto del Proto colo de Kioto es de reducción de los gases de efecto invernadero para el periodo de 2008 a 2012 hasta un ni vel de emisión inferior en un 8% a los niveles de 1990. En las negociaciones para alcanzar la convergencia eu ropea el compromiso al que llegó España requiere no sobrepasar los niveles de 1990 en función del nivel eco nómico español en aquellas fechas respecto de la media europea, lo que significa no sobrepasar el 15% sobre las emisiones de 1990.

Actualmente, en España se han excedido notablemente las emisiones totales de CO 2 respecto a 1990, lo que supone estar a más del 35% sobre el nivel de 1990 en lugar del 15% comprometido^8 , por lo que estamos abocados a sufrir fuer tes penalizaciones económicas de parte de la Unión Europea o recurrir a la adquisición de derechos de emisión de CO 2 en el incipiente mercado que se está constituyendo.

7 Actualmente en Europa, más de 30 empresas con más de 50 fábricas empleando a unas 7.000 personas y con facturación superior a los 500 millones de euros. Las instalaciones en funcionamiento superan las 500.000 y proporcionan más de 1.000.000 MW de refrigeración (fuente Eurovent/Cecomaf ). 8 Actualmente, según un informe de Unión Fenosa, España debería reducir en unos 45 millones de toneladas anuales sus emisiones de CO2 a la atmósfera para cumplir con el Protocolo de Kioto.

Razones básicas de utilización de los sistemas de enfriamiento evaporativo

2.4.3 El ahorro de energía y de emisiones

mediante empleo del enfriamiento

evaporativo

Como se ha dicho, una de las fuentes de emisiones de CO 2 la constituyen las plantas generadoras de energía que consumen combustibles fósiles, en las que se pue de mejorar la situación mediante la disposición de depuradores eficaces de los gases emitidos; pero eso representa una fuerte carga económica y a veces es prácticamente inviable.

En verano, las instalaciones de refrigeración en general y en particular las dedicadas a atender servicios de aire acondicionado, registran la demanda de mayor capaci dad en los días y horas de máximo calor; justamente cuando trabajan en las condiciones más adversas en cuanto a su eficiencia energética y, por ese motivo, ge nerando la mayor demanda de energía eléctrica para su funcionamiento.

En esos periodos, bastante largos en prácticamente la mitad de la geografía española, se hace más evidente la conveniencia y justificación del empleo de los equipos de enfriamiento evaporativo en los circuitos de condensa ción de los sistemas frigoríficos y de aire acondicionado a partir de ciertos tamaños y capacidades.

El objetivo, conseguido y reconocido durante muchos años de su empleo en este tipo instalaciones, es el AHORRO DE ENERGÍA proporcionado por una mayor efi cacia de los sistemas frigoríficos, y la reducción de sus horas de funcionamiento o el tamaño de los compreso- res. Con su utilización se reduce la potencia y el consumo de los motores de accionamiento de los com presores; unos y otros no necesitan sobredimensiones considerables al ser más estables la temperatura y pre sión de condensación.

De ahí, la difusión del empleo de los equipos de enfria miento evaporativo asociados a las plantas frigoríficas de condensación por agua en instalaciones de tamaño adecuado, donde a las ventajas económicas en los gas tos de explotación pueden añadirse, en muchos casos, ventajas en los costes de adquisición e instalación.

Conviene insistir en que las ventajas de ahorro energéti co que proporcionan las torres y condensadores evaporativos no se agotan en la propia instalación y en

los ahorros para el usuario. Revierten directamente en las líneas de distribución^9 ; se alivia su carga que ade más es de mayor calidad (disminuye la carga reactiva al ajustar la potencia los motores a la carga real estable); y se demanda menos energía a las centrales o plantas de generación en los periodos punta. A los efectos de equi librio ambiental, cabe considerar el consumo de agua de los equipos evaporativos en compensación del ahorro de agua que proporcionan al reducir la demanda en los procesos de generación de energía.

2.4.4 El riesgo atribuido a los equipos de en

friamiento evaporativo

Como inconveniente para su utilización se les atribuye de inmediato el origen de los brotes o casos de legione losis que salen a difusión en la prensa y medios de comunicación, cuando lo cierto es que el porcentaje de brotes realmente debidos a torres de refrigeración de agua entre los años 1989 a 2000 fue del 24%, correspon diendo el resto a sistemas de ACS y otras instalaciones hospitalarias o de alojamiento (Situación Epidemiológi ca de la legionelosis en España. Gaceta Sanitaria 2001;15 - Supl 276) ; asimismo, les corresponden entre el 10 al 45% de los brotes y del 2 al 10% de los casos regis trados entre 1999 y 200410 ( Legionelosis, Casos declarados e información de brotes notificados a la Red Nacional de Vigilancia Epidemiológica. España 1999 a 2004 ). Bien es cierto que en los primeros años de esos periodos la aplicación de las normas de limpieza y des infección fue, por lo general, muy deficiente e incluso inexistente para muchos de los equipos.

La adecuada y responsable aplicación de la reglamenta ción vigente, y las normas y recomendaciones para limpieza y desinfección de torres y condensadores han ido reduciendo sensiblemente la incidencia de casos o brotes y debería ser suficiente para erradicar la prolife ración y dispersión de la bacteria desde estos equipos, reduciendo el riesgo a niveles de excepción. En caso contrario, podría pensarse que la reglamentación no es adecuada o que no es puesta en práctica con la fideli dad, extensión y perseverancia necesarias.

De hecho, hay varias Comunidades Autónomas en las que, pese a tener abundantes equipos censados, no se ha registrado ni un solo caso de legionelosis proceden te de estos equipos durante los dos últimos años.

9 En los últimos veranos se sufrieron cortes de suministro eléctrico en algunas Comunidades atribuidos al consumo intensivo de los sistemas de aire acondicionado provocando sobrecarga de las líneas de distribución, teniendo que asegurar el suministro local con el auxilio de grupos electrógenos de emergencia. 10 Salvo la excepción de 2001 en que se registraron 6 brotes, pero uno de ellos atribuido a unas torres situadas en Murcia, con ubicación imprecisa, registró más de 600 casos.

Razones básicas de utilización de los sistemas de enfriamiento evaporativo

2.4.7 Comparación de capacidades y consumos de sistemas de aire acondicionado idénticos según

sea la condenación por aire o por agua

Opción A: Condensación por AIRE

Condiciones de funcionamiento

A1 = Para régimen de agua fría de 12/7 0 C y temperatura de aire entrando al condensador a 35 0 C A2 = Para régimen de agua fría de 12/7 0 C y temperatura de aire entrando al condensador a 32 0 C

Capacidades y Potencias Unidad de producción de agua fría, equipada con: 3 compresores de tornillo semiherméticos A1 A

Capacidad frigorífica total Refrigerante

902,6 kW R407C

929,5 kW R407C

Potencia absorbida por los compresores (total) = 362,2 kW 343,0 kW Potencia absorbida por ventiladores de condensador (total) = 31,2 kW 31,2 kW

Total potencia absorbida = 393,4 kW 374,2 kW

Opción B: Condensación por AGUA

Condiciones de funcionamiento Tent Tsal Tbh

B1 = Para régimen de agua fría de 12/7 0 C y temperaturas de agua en torre: 35,0 0 C 30,0 0 C con 26,0 0 C B2 = Para régimen de agua fría de 12/7 0 C y temperaturas de agua en torre: 33,1 0 C 28,1 0 C con 24,0 0 C B3 = Para régimen de agua fría de 12/7 0 C y temperaturas de agua en torre: 31,5 0 C 26,5 0 C con 22,0 0 C (Las tablas de capacidad del fabricante de la enfriadora se refieren a la temperatura de salida del agua del condensador, que es la de entrada a la torre = Tent)

Capacidades y Potencias Unidad de producción de agua fría, equipada con: 3 compresores de tornillo semiherméticos B1 B2 B Potencia frigorífica total = 1.006 kW 1.018kW 1.027 kW Refrigerante = R407C R407C R407C

Potencia absorbida por los compresores (total) = 251,0 kW 240,6 kW 230,0kW Potencia absorbida por ventilador de la torre (total) = 8,5 kW 18,5 kW 18,5 kW Potencia absorbida por bomba (entre torre y condensador) = 22,0 kW 22,0 kW 22,0 kW

Total potencia absorbida = 291,5 kW 281,1 kW 270,5 kW

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2.4.8 Discusión de los datos de la comparación

Como referencia para las estimaciones de las tempera turas de trabajo de las unidades enfriadoras de condensación por aire y de las torres que asisten a las de condensación por agua se han tenido en cuenta las siguientes consideraciones:

2.4.8.1 Opción A: Condensación por AIRE

Las condiciones de funcionamiento según A1 correspon den a las de referencia según las hojas de características técnicas del catálogo del fabricante.

Son propias de verano en las horas centrales del día en las zonas templadas del territorio nacional y amplia mente superadas en las zonas cálidas, especialmente en los veranos de 2004 y 2005 en una tendencia que se au gura sostenible.

Se indican también las condiciones según A2 , con el mismo régimen para el agua fría pero considerando la entrada de aire al condensador a temperatura de 32 0 C. Esta consideración cubre las temperaturas máximas en buena parte del territorio nacional, to mando como referencia las indicaciones de la norma UNE 100001:2001.

Se observa que el cambio de condiciones reporta un au mento de la capacidad o potencia frigorífica y la simultánea reducción en la potencia absorbida.

De las tablas de “Capacidades y Potencias” se deducen las siguientes relaciones:

Para el caso A1: 902,6/393,4 = 2,29 kW térmicos por cada kW eléctrico absorbido

Para el caso A2: 929,5/374,2 = 2,48 kW térmicos por cada kWh eléctrico absorbido^12

2.4.8.2 Opción B: Condensación por AGUA

Las condiciones de funcionamiento según B1 correspon den a las de referencia según las hojas de características técnicas del catálogo del fabricante de la unidad de pro ducción de agua fría.

En cuanto a la torre de enfriamiento, se ha selecciona do una capaz para disipar 1.600 kW térmicos con un caudal medio del agua de recirculación de 76,5 l/s. Tal capacidad es algo superior a la que corresponde a la

potencia teórica de referencia de la unidad enfriadora según el catalogo del fabricante, pudiendo absorber la torre el caudal máximo de agua circulante por el con densador. Se ha indicado esa capacidad considerando un caso práctico de funcionamiento a largo plazo y en previsión de pérdidas de capacidad o rendimiento en función de las condiciones de trabajo (suministro eléc trico, limpieza y mantenimiento, etc.).

La selección holgada de la capacidad de la torre facilita en mayor medida la posibilidad de funcionamiento del ventilador a bajo régimen de velocidad, especialmente durante horas nocturnas, y en muchos más días del año que una torre de tamaño muy ajustado, lo que además de reducir su consumo añade la ventaja de un funciona miento más silencioso.

En el supuesto B1 se ha seleccionado la torre para una temperatura de bulbo húmedo del aire entrante de 26 0 C que es superior a la coincidente para 35 0 C de temperatura ambiente según las indicaciones de la norma UNE 100001:2001 para las distintas zonas climáticas, pero alcanzable y solicitada para la selec ción tras las experiencias de los últimos veranos para proyectos en las localidades o regiones más sensi bles a estos efectos.

A continuación se indica la alternativa B2 para el caso de estimar la temperatura de bulbo húmedo de 24 0 C, que es más acorde con las indicaciones de la norma UNE para buen número de localidades de clima extremo en verano; eso permite rebajar en 2 0 C aproximadamente el régimen de temperaturas del agua de condensación que era de Tent = 35 0 C/T (^) sal = 30 0 C, resultando un régimen de Tent = 33,1 0 C/T (^) sal = 28,1 0 C, lo que reporta aumento de potencia frigorífica y disminución de potencia absorbida por los compresores.

Otra posibilidad, según B3 , considera el trabajo dispo niendo de temperatura de bulbo húmedo de 22 0 C; continuando con la misma torre seleccionada y mante niendo el caudal de recirculación, permitiría en tal caso disponer de un régimen de temperaturas del agua de condensación de Tent =31,5 0 C/T (^) sal =26,5 0 C con mayor aumento de la potencia frigorífica y más disminución de potencia absorbida por los motores de los compresores.

Cabe la siguiente consideración: disponiendo de tem peratura de bulbo húmedo de 22 0 C existe la posibilidad de seleccionar una torre de menor tamaño, lo que po dría ser útil si esa temperatura fuera estable o viniera

12 Recuérdese que estas potencias se refieren solamente a la unidad central de producción de agua fría y no incluye las de ventiladores de climatizadoras y cajas de ventilación ni de las bombas de circulación de agua fría. Su finalidad aquí es la comparación entre las alternativas presentadas.