Introducción

     Francamente pensamos que el sector de aire acondicionado y refrigeración, tanto comercial como industrial, debe contribuir su valor agregado en la tarea de abatimiento de costos .  Algo como que debe acompañar el esfuerzo en la búsqueda de la competitvidad.  Poco ayuda a un banco tener azoteas en las cuales prácticamente no se puede caminar por la cantidad de pequeños condensadores remotos.  Un pequeño hotel, un supermercado “familiar”, cuantifiquémoslos esencialmente como instalaciones de 20 – 25 toneladas de refrigeración, o modestos centros comerciales de 100 tons, verían sus economías beneficiadas por buena práctica.  Es obvio que ni aún “grandes” instalaciones frigoríficas pueden tener acceso a soporte técnico especializado y se ven forzadas a trabajar en condiciones precarias pero es inaceptable, especialmente en los niveles requeridos de competitividad contemporáneos, el real perjuicio económico que se ocasiona al usuario. 

     Recientemente ha ocurrido algo muy peculiar.  Una firma de aire acondicionado/ingeniería norteamericana concluyó, en su evaluación competitiva, favoreciendo la alternativa de sistemas basados en condensadores enfriados por aire/remoto, i.e. vs. condensación por agua.  Naturalmente esto disparó un gran número de cartas de los lectores, extremadamente curiosos por los resultados..    Al fin de poder contar con la mayor información posible del caso, máxime teniendo en cuenta la preparación de estas notas, se nos ocurrió acceder  a la biblioteca online y descargar una versión en formato pdf - en realidad dicho material,en su versión  impresa, ya estaba en nuestros archivos.  Para nuestra sorpresa en vez de encontrar el paper en su lugar encontramos la siguiente leyenda: "This Item Has Been Removed from the Store."  Es importante notar que la descarga es gratuita para los miembros de la asociación.  Ciertamente peculiar.   

     Basta releer la literatura desde hace 40, 50 años para encontrar testimonios, benchmarks energéticos de todo tipo, papers, que han continuado confirmando, incesantemente, las bondades de la buena práctica, i.e. en particular minimizar temperatura/presión de condensación, modular equipamiento, minimzar consumos de energía, dimensionar correctamente los circuitos hidráulicos, automatismos, entre otros .  Tengamos en cuenta la riqueza de información disponible desde que por ejemplo Dr. Carl Linde introdujo el compresor de amoníaco en 1873, o si se quiere Jacob Perkins recibió su patente para una fabricadora de hielo en 1834.

     En un mundo en el cual la matriz energética es cada vez más complicada las conclusiones de ASHRAE Journal Sep. 1998  son terminantes:  “Los sistemas minisplit [i.e. condensador remoto, residenciales y profesionales] … no han predominado en las regiones en las cuales la capacidad de enfriamiento es el criterio principal”  La pregunta que surge entonces es, es aceptable especificar y/o suministrar una instalación cuando la propia función  y razón de ser, i.e. capacidad de enfriamiento, está disociada?  El argumento positivo “facilidad de instalación” simplemente beneficia en gran y mayor medida a la parte proveedora, que en muchos casos apela a personal con escasa o minima capacitación y en algunos casos totalmente ajena a técnicas de refrigeración o aire acondicionado, algo que significativamente desvaloriza el trabajo cuidadoso de contratistas e instaladores calificados.

     Más allá de la propia capacidad de enfriamiento,  el análisis comparativo alternativas condensación por agua vs. condensación por aire, eje en definitiva de la disputa, puede llevarse a cabo fácilmente recorriendo los distintos ciclos de refrigeración y aplicando básicamente los fundamentos de termodinámica universitarios, esto es sea mediante el empleo de tablas de propiedades y/o diagramas de Mollier para los distintos refrigerantes involucrados, e.g. amoníaco, freones, CO2.

     Esencialmente la “defensa de la tesis”, ilustrada por el material sobre enfriamiento evaporativo vs. condensación por aire de Dodds, en reconocer dos aspectos fundamentales: uno de índole “meteorológica” y otro directamente de principios de funcionamiento, a saber:

la temperatura de bulbo seco, base de cálculo para el dimensionamiento de condensadores enfriados por aire, fuerza a trabajar con temperaturas de condensación de refrigerante entre 16 y 23°C por encima de la temperatura del aire de ingreso; suponiendo una temperatura de aire 35°C estamos obligados a temperaturas de condensación objetivo clásicamente entre:

                        tc = t + 16°C = 35°C + 16°C = 51°C

                        tc = t + 35°C=  35°C +23° C = 58°C

             la temperatura de bulbo húmedo, base de cálculo para el dimensionamiento de condensadores enfriados por agua o evaporativos, permite trabajar con temperaturas de condensación entre digamos 7 y 14°C por encima de dicha temperatura; suponiendo una temperatura de bulbo húmedo de 25.5°C podemos traducir la temperatura de condensación objetivo clásicamente entre

                        tc = t +   7°C =  25.5°C +  7°C =  32.5°C

                        tc = t + 14°C =  25.5°C +14° C = 39.5°C

     Siendo que la capacidad frigorífica aumenta o disminuye un 1% por cada grado Celsius que descienda o aumente la temperatura de condensación es claro el corolario al cual se arriba, i.e. a igualdad de temperatura de succión, el mejor caso de una condensación por aire, e.g. 51°C vs. un escenario mediocre o pesimista de condensación por agua a 38°C, impactará un 12-13% en la instalación.  Dicho de otra manera, el consumo energético, a igualdad de tonelaje en el evaporador, baja en identical proporción al disminuir la temperatura de condensación.  El efecto en conjunto de las distintas optimizaciones es penalizaciones energéticas de 30%, 50% y más para alternativas de condensador remoto/aire. 

     En forma análoga puede analizarse equipamiento competitivo empleando condensación por aire a 40.6°C (el clásico 105°F) vs condensación por agua o evaporativa a digamos 35°C (95°F), diferencia que se origina a su vez en la existente  usualmente (2,20) entre los perfiles de temperatura de bulbo seco y los perfiles de temperatura de bulbo húmedo (típicamente más “constante” durante el día), usualmente (20) del orden entre 5.5°C y 16.7°C.  Es esta diferencia que la alternativa de condensación por agua emplea espectacularmente a favor, permitiendo temperaturas de condensación legendariamente menores.

     Más allá del valor "exacto" de kW per chiller ton, ideal o real, las conclusiones son equivalentes (30-50%).  Existe también una serie de inconvenientes del punto de vista de instalación:

•   por razones obvias el equipamiento con condensador por aire es notoriamente más voluminoso, e.g. caudales de aire entre dos y tres veces por tonelada de refrigeración, e.g. 600 – 900 cfm/ton vs 250 cfm/ton o incliuso menos;
• en un momento en que se procura minimizar tanto la carga de refrigerante como la longitud del circuito el condensador remoto y aún el condensador evaporativo no ofrece buena alternativa; el empleo de condensadores (e.g. próximos al equipo central) enfriados por agua permite por ejemplo disponer la instalación de las máquinas de frío en salas de máquina bajo tierra mientras que la conexión al equipamiento de disipación de calor, i.e. torre de enfriamiento, se realiza mediante una sencilla e inofensiva línea de agua.

          Es imposible citar a todas las personas que a través de los años han colaborado con sus comentarios y enseñanzas en lo que hoy se plasma en este capítulo incial de www.CondensadoresIndustriales.com.  De todas maneras, sin ninguna duda sobresalen las contribuciones y enseñanzas de Jim Dodds, Noel Thomas, Dennis Cooke, Tricia Johnson, Sarah y Eric Klotzbach, Lance Frens, Dietmar Hommel y Richard Aull.
. Debe entenderse esta presentación "inaugural" como un punto de comienzo, y de ninguna manera algo complexivo.

          En nombre de James C. Young Environmental y Balestie & Balestie Ingenieros/CTI S.A. esperamos que www.CondensadoresIndustriales.com , al igual que todos los minisitios anteriores, configure una ayuda genuina a proyectistas, responsables de área y profesionales de campo, así como estudiantes y personal de centros de investigación, laboratorios tecnológicos, universidades e instituciones afines.

   James C. Young Environmental - Balestie & Balestie Ingenieros /CTI. S.A. 50 años (1962-2012)