El lanzamiento de las nuevas unidades condensadoras Optyma ™ y compresores MTZ / NTZ, después de la cualificación de válvulas y componentes de línea en 2020, significa que Danfoss tiene el porfolio más amplio de soluciones de refrigeración listas para A2L compatibles con refrigerantes R1234yf, R454C y R455A.

Debido a los requisitos cada vez más estrictos para reducir el potencial de calentamiento global (GWP) de los sistemas de refrigeración, los profesionales de la refrigeración tienen la oportunidad de empezar la transición ecológica hoy mismo pasándose a los refrigerantes A2L con un nivel GWP inferior a 150.

Y como los cambios requieren tiempo, Danfoss te guiará a través de la transición de los refrigerantes, con unos conocimientos de primera mano sobre las crecientes necesidades, y te proporcionará productos que cumplen con la normativa A2L y que son seguros de instalar.

Las ventajas de estar preparado para A2L: preparación para la próxima reducción gradual del uso de HFC

La transición a los refrigerantes con un GWP extremadamente bajo está a la vuelta de la esquina, y el siguiente paso hacia la reducción gradual del uso de HFC con un GWP alto se realizará a finales de 2021 con una reducción del 55 % en comparación con los valores de referencia de 2015.

Los refrigerantes A2L ofrecen a los profesionales de la refrigeración una opción rentable que mantiene un diseño de sistema convencional a la vez que minimiza significativamente el nivel de GWP. En la práctica, un refrigerante como el R1234yf ofrece una reducción del 99 % del GWP en comparación con el refrigerante A1 (R134a), con lo que se consigue ese resultado sin ninguna complejidad añadida.

Nuestra amplia gama de unidades condensadoras, compresores y componentes compatibles con A2L garantiza que estemos preparados para la transición ecológica en cualquier momento.

Estudio elaborado por Análisis e Investigación, con el patrocinio de Siemens, y verificado por KPMG, nombra a Madrid como ciudad más sostenible de España.

Sobre el estudio

Alrededor de tres cuartas partes de los europeos vive en ciudades.La mayor parte de la riqueza de Europa se genera en las ciudades y estas zonas están particularmente en riesgo debido al cambio climático. Si nos centramos en los datos, las urbes serán las protagonistas de los cambios venideros en materia de sostenibilidad y eficiencia energética. Según el estudio “25 Ciudades Españolas Sostenibles” elaborado por Análisis e Investigación, con el patrocinio de Siemens, y verificado por KPMG, Madrid es la ciudad más sostenible de España.

El informe ha analizado los principales parámetros medioambientales que forman parte de la gestión urbana y la primera conclusión ha sido que estos temas tienen un peso cada vez más importante dentro de las agendas municipales. En este sentido, la mayor parte de las ciudades analizadas tienen programas para mejorar su rendimiento medioambiental y cumplir con las recomendaciones de organismos internacionales, como la estrategia 20-20-20 para una mejor gestión de la energía.

Se ha estudiado la situación de las 25 ciudades en siete categorías diferentes (emisiones CO2, energía eléctrica, sector residencial, movilidad, residuos, agua y aire), cuya clasificación ha ayudado a crear un ranking global sobre las 10 ciudades más sostenibles:

1. Madrid
2. Vitoria-Gasteiz
3. Bilbao
4. Barcelona
5. Pamplona
6. Logroño
7. Zaragoza
8. Málaga
9. Valladolid
10. Palma de Mallorca

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Estudio israelí: El gas ozono es eficaz para eliminar el coronavirus

Teinnova Noticias, Ozono

Investigadores de la Universidad de Tel Aviv descubren que la molécula de oxígeno puede utilizarse para desinfectar superficies, incluidas ciertas zonas de difícil acceso

El ozono, el gas atmosférico conocido por proteger a la Tierra de los dañinos rayos del sol, también puede utilizarse para desinfectar superficies de la contaminación por el coronavirus, afirman investigadores de la Universidad de Tel Aviv.Un nuevo estudio ha demostrado que la exposición de una zona al gas tuvo un éxito del 90 por ciento en la desactivación del virus incluso en lugares de difícil acceso que normalmente no se desinfectan con desinfectantes líquidos, dijo la universidad en un comunicado el miércoles.“Por primera vez, hemos conseguido demostrar que [el ozono] también es muy eficaz para combatir el coronavirus”, dijo la investigadora principal, Ines Zucker.El coronavirus, causante de la enfermedad COVID-19 -conocida como SARS-CoV-2- es capaz de permanecer activo en las superficies durante horas o incluso días, dependiendo de la superficie y de las condiciones ambientales.
Los investigadores demostraron que el gas ozono, que ya se utiliza como agente antibacteriano y antiviral en el tratamiento del agua, también puede utilizarse para higienizar superficies. El ozono es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno.
“Su ventaja sobre los desinfectantes habituales (como el alcohol y la lejía) es su capacidad para desinfectar objetos y aerosoles dentro de una habitación, y no sólo las superficies expuestas, de forma rápida y sin peligro para la salud pública”, explica Zucker.La limpieza rápida de las zonas que pueden haber estado expuestas al virus, elemento clave para evitar su propagación, ha sido un reto importante en la batalla contra la pandemia. Algunas zonas, especialmente las que están llenas de equipos, pueden requerir tiempo y mano de obra para desinfectarlas mediante el uso de productos de limpieza.

Tal y como podemos leer en este artículo, el uso del gas como desinfectante contra el virus sólo requería tiempos de uso cortos y bajas concentraciones, según el estudio.

Aunque el ozono puede ser nocivo si se inhala, el bajo nivel de concentración requerido significaría que no supondría un riesgo para la salud, dijo Zucker, sugiriendo que podría utilizarse para desinfectar teatros, aviones y aulas minutos antes de que la gente entre en ellos.

La producción relativamente barata y fácil de ozono debería hacer posible el uso del gas como desinfectante contra el COVID-19 a escala industrial, evaluó Zucker, y sugirió que podría utilizarse para desinfectar hospitales, escuelas, hoteles o incluso aviones y salas de espectáculos.

Descubra los generadores de ozono

La Dra. Ines Zucker, investigadora de la Universidad de Tel Aviv. (Cortesía: Universidad de Tel Aviv)

El nuevo software para el diseño de intercambiadores de carcasa y tubos no solo es más accesible, sino que también proporciona enormes facilidades a los equipos de trabajo para colaborar, mejorando el flujo de proyectos y acelerando el diseño, la aprobación y la fabricación.

A diferencia de otros sistemas, AHED (Advanced Heat Exchanger Design) usa una combinación de sistema local y en la nube, que permite a los usuarios de cualquier parte del mundo compartir sus diseños y colaborar entre sí. Al mismo tiempo, AHED ha sido diseñado para ser lo más útil posible para cualquiera con un conocimiento moderado de ingeniería térmica o conocimientos básicos de las tecnologías de intercambio de calor.

Hay una gran demanda global para sistemas de diseño de intercambiadores accesibles, que se extiendan más allá de las compañías especializadas en su fabricación. Desde ingenierías hasta contratistas en el sector petroquímico u otros sectores industriales, aquellos que evalúan diseños en nombre de otros, o incluso entre académicos o estudiantes.

El director general de AHED Arnold Kleijn comenta lo siguiente: «Hay mucha gente, incluyendo usuarios ocasionales, que quieren un sistema completamente funcional, pero no pueden justificar la compra de una licencia excesivamente cara para uno o dos proyectos al mes, o incluso al año. Hemos empleado los 40 años de experiencia comercial en intercambiadores de calor para el desarrollo de AHED, incluyendo todas las herramientas que sabemos que hacen más fácil y accesible esta labor en un mundo moderno.»

Uno de los problemas por los que AHED fue creado era la dificultad de colaboración entre usuarios implicados en un mismo proyecto, tanto dentro de la propia compañía como fuera de ella, con agentes de ventas o talleres. Mantener los proyectos seguros en un servidor central implica que pueden ser compartidos entre diferentes miembros de equipos o empresas, que pueden encontrarse en cualquier lugar del mundo. La capacidad de colaborar a través del programa también está respaldada por la posibilidad de exportar datos en formatos estándar para usar en otros sistemas, como por ejemplos hojas de cálculo.

Arnold continua: “La capacidad de colaboración está en el núcleo de la experiencia del usuario con AHED. Es extremadamente flexible, así que puedes adaptar el programa a tus propias necesidades. Si simplemente necesitas un programa para calcular tubo en tubo o multitubo de forma eficaz, puedes tenerlo, pero al mismo tiempo ofrecemos opciones adicionales o módulos para diseños mas complejos, mas tipos de procesos, bases de datos de fluidos e incluso servicios de ingeniería para asesorar en cálculos y diseños.”

El coronavirus no viaja solo, sino que lo hace junto a partículas presentes en las mucosas del sistema respiratorio que se expulsan al hablar, al cantar, al estornudar y al toser. Estas partículas pueden ser gotas de mayor tamaño (mayores de 5 micras) o menores de 5 micras, que son lo que se denominan aerosoles. Las mascarillas impiden el paso de microorganismos mayores de 0,3 micras, por lo que esta capacidad de filtración es la que confiere protección.

Las mascarillas tiene dos objetivos:

• Proteger de emisiones de aerosoles a otras personas.
• Proteger al que la utiliza.

Mascarillas EPI: FFP2 y FFP3

Las mascarillas FFP1, FFP2 y FFP3 son consideradas Equipos de Protección Individual (EPI) y desde Sanidad se aconseja fundamentalmente su uso a profesionales sanitarios. Su objetivo es “filtrar el aire inhalado evitando la entrada de partículas contaminantes en el organismo”. 

Conde explica que hasta el momento “la Covid-19 no está considerada como una enfermedad de alta transmisión por aerosoles, se considera que es capaz de transmitirse por aerosoles pero no al nivel del sarampión o de la tuberculosis. En el ambiente sanitario se recomienda la FPP2 pero sobre todo por prevención”, puesto que aún es un virus del que aún hay mucho por descubrir. 

La (Sempsph) Sociedad Española de Medicina Preventiva, Salud Pública e Higiene aconseja utilizar mascarillas FFP2 sólo en situaciones de alto riesgo, es decir, en espacios cerrados con poca ventilación en los que no es posible mantener la distancia social y se tiene que permanecer durante un tiempo prolongado. En esta misma línea Armenteros recomienda utilizarlas en lugares donde haya mala ventilación, una gran aglomeración de gente y la posibilidad de una diseminación muy alta de micro aerosoles, como el transporte público. “Cuanto más nivel de protección nos pongamos sobre nuestras vías respiratorias más seguros vamos a estar”, añade Armenteros.

Conde añade que “la mejor mascarilla es la distancia social, que funciona al 100%”. No obstante, si personas con enfermedad grave, inmunodeprimidos, en tratamiento con quimioterapia quieren limitar los riesgos de infección del coronavirus “podrían utilizarla. No hay ninguna contraindicación, aunque sí es verdad que no está claro que beneficio sea el suficiente como para realizar una recomendación oficial respecto al uso de una quirúrgica frente a una FFP2. El beneficio está en otras medidas en las que aún tenemos mucho margen de mejora”. 

El nivel de filtración de la FFP2 es del 92% llegando a alcanzar el 98% y el de las FPP3 del 99%. Ninguna de ellas protege al 100% y no podemos olvidar el resto de medidas para evitar el contagio:

• La distancia social.
• La ventilación. “Es algo fundamental en los espacios cerrados, debemos ventilarlos lo más posible. A mayor nivel de ventilación menor posibilidad de contagio. Y a mayor concentración de anhídrido carbónico y de menor recirculación del aire, una mayor posibilidad de contagio”, añade el Dr. Armenteros.
• Lavado de manos. 

FFP2 y mascarilla quirúrgica

Cada vez es más común que cuando una persona acude a un centro sanitario utilizando una mascarilla higiénica se le invite a utilizar una quirúrgica. Esta medida tiene un único fin preventivo: asegurar que las personas que entre en un espacio médico no contagien el virus, ya que no se puede garantizar a simple vista que las mascarillas que portan sean homologadas o se hayan cumplido las normas de conservación. “En ambientes sanitarios las únicas recomendadas para la protección desde dentro hacia fuera son las quirúrgicas”, añade Conde.

Lo más importante: cómo se usa la mascarilla FFP2

La mascarilla importa, por supuesto, pero usarla bien mucho más. Conde explica que si se quiere usar un FFP2 porque hay un riesgo especial, o en los países en los que se aconseja su uso, es imprescindible utilizarla bien. “La principal diferencia de la FFP2 con las quirúrgicas es que este EPI está diseñado para sellarse contra la piel”. 

Por eso, para utilizar bien una FFP2 es importante: 

• No tener vello facial, que impide ese correcto sellado de la mascarilla con la piel. 
• Comprobar las fugas. Para ello hay que apretar bien la mascarilla y soplar para comprobar que el aire no sale por los laterales, donde está pegada la piel. El hecho de que se empañen las gafas en las personas que las usan se produce porque el aire sale por la parte superior y no está siendo filtrado.
•  La mascarilla FFP2 tiene que ir pegada sobre la nariz, sobre la zona de los malares (los pómulos) y cubriendo la barbilla.
• Si la mascarilla es muy grande o muy pequeña es necesario buscar otro tamaño o marca que se adapte bien a la cara.

Conde recuerda que los sanitarios que utilizan este tipo de protección en situaciones de alto riesgo de transmisión del coronavirus no sólo utilizan mascarilla, sino también otras medidas, como las gafas de protección, entre otras. “La FFP2 o la FFP3 no blinda contra el coronavirus, hay otras vías de transmisión”, que obedecen al contacto indirecto, a través de los fomites, como al directo. 

¿Cuántas horas duran las mascarillas?

La recomendación general del Ministerio de Sanidad para las mascarillas quirúrgicas y para las EPI es de no utilizarla más de cuatro horas. No obstante, hay algunas situaciones en las que puede alargarse o acortarse su uso. Por ejemplo: 

•  No utilizarla de forma eterna. El hecho de que el exterior esté bien conservado no implica que puede cumplir su misión.
• La FPP2: Nunca debe sobrepasar una jornada de 8 horas. Según Armenteros, si colocamos por encima una quirúrgica, donde se depositan los materiales que circulen por el aire, esto permite en cierto modo alargar la vida útil de la FPP2. 
• Hay que atender al uso que se hace de las mascarillas y en qué entorno. “Si las usamos andando por la calle su vida útil será mayor que si hacemos un viaje en metro de dos horas”, dice Armenteros. Y lo mismo ocurre en los entornos sanitarios, donde hay que reponerla cada menos tiempo en función de la exposición. No es lo mismo hacer una consulta con un paciente que hacer una consulta telefónica.
• Tras un viaje en avión de 4 horas lo aconsejable sería que al acabar el viaje cambiáramos la mascarilla FPP2, pese a que los aviones tienen filtros protectores de aire muy potentes. 
• Cuando se humedece por el vapor pierde su efecto protector, de igual manera que si se deteriora por otra causa o se rompe una goma.
• Las quirúrgicas deben utilizarse como mucho 4 horas. Lo máximo recomendable sería una jornada de 8 horas.
• Una persona que teletrabaja y que baja a la calle a darse un paseo o a hacer la compra podría utilizar la misma mascarilla varios días. “No se trata de que pasen 8 horas utilizándose a ratos, porque se puede crear un caldo de cultivo para que la mascarilla se convierta en sucia y pueda no ser saludable. Se puede alargar en el tiempo pero no debemos usarla más de 3 días una FPP2. Si fueran lo suficientemente baratas lo adecuado sería usar una al día”, explica Armenteros. Y lo mismo ocurre con la quirúrgica. 

En el siguiente artículo se analizará el consumo real de la aerotermia en la Zona Climática C, que corresponde a la zona Norte de España, y algunas zonas interiores del sur y de la costa mediterránea de Cataluña. El cálculo está previsto que analice primero las condiciones de un piso y después las condiciones de una vivienda unifamiliar, tanto para las necesidades de calefacción como para las de aire acondicionado.

• ¿Cuánto consume la aerotermia en el Norte de España?
• Cálculo del consumo eléctrico de la aerotermia para un piso en el Norte de España
• Cálculo del consumo eléctrico de la aerotermia para una vivienda unifamiliar en el Norte de España

Cálculo: ¿Cuánto consume la aerotermia en el Norte de España?

Los sistemas a partir de bomba de calor que toman la energía del calor presente en el aire son conocidos como aerotermia, y son una forma de conseguir calefacción en invierno y aire acondicionado en verano mediante un único circuito térmico reversible. Pero el usuario antes de instalarlo siempre se pregunta cuánto consume un sistema así y si es realmente eficiente. Para aclarar estas dudas estudiaremos el consumo de la aerotermia en la Zona Climática C de España, que corresponde a la zona Norte de España, de algunas zonas interiores del sur y de la costa catalana, para un piso y una vivienda unifamiliar. Recordad que también podéis consultar el consumo de la bomba de calor en Madrid, y el consumo en Andalucía y climas más cálidos.

Artículo patrocinado por Saunier Duval. Si quieres saber más sobre sus sistemas de climatización basados en aerotermia, haz clic en:

www.saunierduval.es

Cálculo del consumo eléctrico de aerotermia para un piso en el Norte de España

Para conocer el consumo de un sistema de aerotermia en las zonas del Cantábrico, debemos conocer la demanda de calefacción y de refrigeración de una vivienda de esa zona en kWh/m²año. Para ello, se extraerán los datos necesarios de demanda de la calificación energética de la vivienda, ya que allí viene expresada dicha información.

Los datos de demandas para las viviendas con los que se van a trabajar son los siguientes, obtenidos de un ejemplo de Etiqueta Energética E para una vivienda en la Zona Climática C. Es decir, edificios que no son especialmente eficientes, pero que no dejan de ser la realidad del parque inmobiliario existente en España. Los datos son los siguientes:

• Datos de demanda de calefacción: 200,00 kWh/m² año
• Datos de demanda de refrigeración: 3,50 kWh/m² año

Ahora estimamos la superficie del piso que vamos a analizar:

• Tamaño de piso para cálculos: 100 m²

Calculamos las demandas de calefacción y refrigeración para el piso:

Por lo tanto, a modo de resumen, las demandas anuales quedarían así:

Una vez calculadas las demandas, debemos recordar el concepto del nivel de eficiencia energética de la aerotermia que elijamos: el SCOP y el SEER. Es decir, los rendimientos estacionales para calefacción (SCOP) y para refrigeración (SEER). Gracias a estos parámetros, podremos saber los consumos para nuestro caso.

El etiquetado energético de las bombas de calor es el europeo, por lo que una etiqueta A+ contiene valores de SEER de entre 5,6 y 6,1 y valores de SCOP de 4 a 4,6. Sin embargo, ese mismo equipo A+ será más eficiente en España debido a las Tªs superiores, aunque en la zona norte de España no repercute tanto.

• SCOP aerotermia para calefacción equipos A+: 5,4
• SEER aerotermia para refrigeración equipos A+: 6

Calculamos los consumos reales a partir de la demanda utilizando el SCOP y SEER:

Para finalizar, se multiplican los consumos por el precio actual del kWh en España, que es 0,135 €/kWh.

Los gastos finales para una aerotermia reversible en la zona Norte de España, Sur interior y costa catalana es de 507,83 € para un piso de 100 m². Muy importante tener en cuenta que estos resultados son orientativos y que, en función de cada caso, pueden variar.

Cálculo del consumo eléctrico de aerotermia para una vivienda unifamiliar en el Norte de España

Para saber cuánto consume un sistema de aerotermia en una vivienda unifamiliar en la Zona Climática C volvemos a necesitar otra vez la demanda de calefacción y de refrigeración en kWh/m²año para Etiqueta Energética E para una vivienda en la Zona Climática C.

• Datos de demanda de calefacción: 200,00 kWh/m² año
• Datos de demanda de refrigeración: 3,50 kWh/m² año

Ahora estimamos la superficie de una vivienda unifamiliar:

• Tamaño de vivienda unifamiliar para cálculos: 200 m²

Seguimos con el cálculo de las demandas para vivienda unifamiliar:

Recordamos los valores de SEER y SCOP con los que trabaja la aerotermia en nuestra zona:

• SCOP aerotermia para calefacción equipos A+: 5,4
• SEER aerotermia para refrigeración equipos A+: 6

Y repetimos el cálculo para la vivienda unifamiliar:

Finalmente, multiplicamos los consumos finales por el precio actual del kWh en España, que es 0,135 €/kWh.

Por lo tanto, el gasto final en el Norte de España es de 1015,74 € para una vivienda unifamiliar de 200 m². Debemos tener en cuenta otra vez que estos datos son orientativos y que, en función de cada caso, pueden variar.

Agradecemos a Mikel Iturbe  

Al momento de elegir un sistema de aire acondicionado para hoteles, debemos atender a varios criterios para no errar en la elección del tipo de equipo más adecuado. De esta forma seremos capaces de ahorrar en energía, mantenimiento y demás aspectos de interés. Por ello, hoy se realizará un pequeño estudio de los conceptos más importantes que debemos conocer para aplicar bien esos criterios en la toma de decisiones. Al mismo tiempo, también conoceremos las claves de la climatización en los hoteles y su funcionamiento.

• Criterios de selección del sistema de aire acondicionado para hoteles
• Tipos de equipos (bombas de calor con recuperación o VRV/VRF)
• Instalación y mantenimiento
• Condiciones de funcionamiento

Criterios a tener en cuenta

Los principales criterios a tener en cuenta según el RITE son la seguridad de personas y bienes, así como la conservación del medio ambiente. Por ello, el consumo de energía y la eficiencia enrgética de los equipos a instalar son esenciales, por lo que será necesario realizar un estudio técnico que calore todo ello teniendo en cuenta los siguientes aspectos:

• Zona climática atendiendo a temperaturas y porcentajes de humedad relativa máximos, medios y mínimos.
• Temporadas de ocupación máxima y niveles energéticos del aire exterior durante dicha ocupación.
• Estructura del hotel en cuanto a altura del edificio, orientación de las fachadas, distribución de las habitaciones, aislamiento térmico, posible ubicación de las salas de máquinas.
• Posibilidades de realizar pozos para aprovechar las características geotérmicas de la zona.
• Aprovechamiento de energías residuales.

Sobre los equipos, se debe tener en cuenta lo siguiente:

• Potencia térmica necesaria
• Estudio de impacto energético
• Tipos de energía disponibles (teniendo en cuenta al máximo a las renovables)
• Posibilidad de aprovechamiento adaptado a las energías residuales existentes

Hoy en día es posible construir edificios de muy baja huella medioambiental, con altos grados de aislamiento y aprovechamiento del calor residual, para bajar al máximo la factura energética. Siendo recomendable hacer un minucioso análisis para saber por qué lugares se producen pérdidas o ganancias de energía no deseables.

El ACS está cada vez más ligado a la climatización, debido las exigencias del nuevo CTE en su documento HE4 Contribución mínima de energía renovable (que ha sustituido a “Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria”) para cubrir la demanda de ACS.

Cuando la demanda de ACS sea igual o superior a 5000 l/d, la contribución mínima de energía procedente de fuentes renovables cubrirá al menos el 70% de la demanda energética anual para ACS y para climatización de piscina.

Para poder considerar su contribución renovable a efectos de esta sección, los equipos deberán disponer de un valor de rendimiento medio estacional en ACS (SCOPdhw) superior a 2,5 cuando sean accionadas eléctricamente y superior a 1,15 cuando sean accionadas mediante energía térmica. El valor de SCOPdhw se determinará para la temperatura de preparación del ACS, que no será inferior a 45 ºC.

Por todo lo anterior y debido al importante costo energético, en grandes hoteles o en asociaciones de estos debería tenerse en consideración realizar un estudio de viabilidad para adoptar un sistema de trigeneración. Es decir, producir energía eléctrica y aprovechar la energía residual de estos sistemas, para abastecer de refrigeración, calefacción y ACS. Al mismo tiempo, el excedente de producción de energía eléctrica se podría comercializar en el mercado energético.

Es importante, en caso de adoptar este tipo de sistemas, publicitarlos aportando datos de la huella energética por habitación/día. Hoy en día hay ya clientes muy sensibilizados con temas medioambientales, y estos conceptos medioambientales están siendo entre dicho público un importante criterio de elección.

Si por el contrario, no se trata de la construcción de un nuevo hotel, pero es necesario sustituir los equipos de climatización, tenemos a disposición distintos sistemas.

Este artículo es posible gracias a Carrier. Si quieres saber más sobre aire más saludable, haz clic en: 

www.carrier.es

Tipos de equipos

En las últimas décadas, los sistemas inverter (compresores y ventiladores con variadores de frecuencia) han evolucionado con pequeñas modificaciones y han conseguido importantes reducciones de consumo, llegando a recuperar del ambiente hasta cuatro veces la energía consumida.

Los sistemas inverter con recuperación de calor realmente han revolucionado el aire acondicionado, ya que permiten ahorros de energía exponenciales en función de las diferencias entre el foco frio y el caliente. El descenso de consumo es tan importante que algunos fabricantes se están planteando utilizar la energía solar fotovoltaica como fuente única de energía para abastecer las necesidades eléctricas de los equipos

Sistema por bomba de calor con recuperación

Durante un tiempo los equipos punteros en climatización fueron los sistemas por compresión mecánica con recuperación de calor (aire – agua). Una de las principales ventaja radicaba en la centralización de los equipos en una o varias salas de máquinas, por lo que se facilitaban las operaciones de mantenimiento y reparación, su parcialización de potencia por etapas y, como mínimo, la existencia de dos circuitos frigoríficos independientes. Las distancias a cubrir eran prácticamente ilimitadas, y permitían circuitos a 4 tubos con control de humedad en salas de reuniones.

Es importante comentar que las instalaciones de este tipo están a punto de experimentar un nuevo empuje en su utilización debido a la irrupción en el sector de la industria japonesa. Como bien es sabido, esta industria tiene la acertada tendencia de implementar tecnologías Inverter que consiguen muy buenas eficiencias energéticas.

Consideraciones en bombas de calor con recuperación

Las consideraciones más habituales en instalaciones tipo bomba de calor con recuperación suelen estar localizadas en la instalación hidráulica, donde es necesario un buen equilibrio entre circuito primario y circuito secundario. Es imprescindible ajustar los caudales de agua en el circuito primario a las necesidades del equipo. Un exceso de caudal de agua producirá ruidos y consumos innecesarios, pero el peor problema lo produciría un defecto de caudal, debido a que la maquina no podrá entregar la potencia que necesaria al agua.

Si falta caudal en el circuito de agua fría, el evaporador no podrá extraer el calor suficiente del agua a enfriar y bajará la presión de baja, causando como consecuencia la posibilidad de parar por baja o por protección anti-hielo. Si faltara caudal en el agua del circuito de recuperación (caliente), la presión podría elevarse provocando un paro por alta presión.

Sistema de distribución del calor en este tipo de equipo

La utilización de fancoils por conductos (equipos muy sencillos con pocas averías) para climatizar habitaciones o climatizadores a cuatro tubos para sgrandes estacias permitió utilizar sistemas de Free Coolin. Este sistema consiste en recuperadores de calor con enfriamiento adiabático sobre el lado del aire expulsado cuando estos no son recuperadores entálpicos.

En los sistemas de climatización de los edificios en los que el caudal de aire expulsado al exterior por medios mecánicos sea superior a 0,5 m3/s (1.800 m3/h), se recuperará la energía del aire expulsado. En subsistemas de climatización del tipo todo aire cuya potencia útil nominal sea mayor que 70 kW, es obligatorio disponer de enfriamiento gratuito por aire exterior en régimen de refrigeración.

En función de parámetros como la concentración de CO2 del aire interior, es posible obtener importantes ahorros energéticos sin perder la temperatura de confort. Aunque es importante recordar que, en casos como la actual pandemia, se recomienda la máxima renovación de aire posible.

La recuperación de calor en el proceso de compresión mecánica se basa en el aprovechamiento de la energía en el punto más caliente del circuito, es decir, en la descarga del compresor para precalentar agua sanitaria (ACS) o incluso en determinadas circunstancias, aportando un importante ahorro energético a la refrigeración. Realmente calentamos el agua de piscinas y sanitaria con el calor excedente de las habitaciones.

Para aclarar definiremos algunos conceptos empleados:

• Free Cooling (enfriamiento libre o gratuito): es un sistema por el cual, en determinados momentos, puede darse el caso de que el aire exterior, esté en mejores condiciones que el aire interior (este sistema compara niveles energéticos del aire y regula trabajar con el más cerca favorable).
• Recuperadores de calor: debido a la necesidad de mantener el aire en condiciones óptimas, puede ser aconsejable, y en muchos casos obligatorio, favorecer la calidad del iaire interior, asegurando renovaciones de aire en función de número personas (ocupación). Cuando el aire saliente está en mejores condiciones térmicas, se aconseja, como mínimo, utilizar un recuperador de calor.
• Recuperadores entálpicos: son recuperadores de calor sensibles que además recuperan calor latente. Es decir, además de intercambiar temperatura, también intercambian humedad.

Sistemas VRV y VRF

El Volumen de Refrigerante Variable (VRV), también conocido como Flujo de Refrigerante Variable (VRF), cada vez está evolucionando mejor y con mejores eficiencias energéticas, por lo que ha sido un sistema muy utilizado en instalaciones modernas. Esta tecnología es muy indicada para hoteles por su bajo nivel sonoro, su elevada eficiencia, su facilidad de instalación y su adaptabilidad del consumo a la demanda.

Los VRV o VRF son sistemas en los que el transporte del calor se realiza directamente mediante el refrigerante (sistemas de expansión directa). Su principal característica es el elevado nivel de tecnología electrónica que protege al sistema frigorífico si la instalación está bien ejecutada. Esto hace que de muy pocos problemas, siendo uno de los más comunes la regulación electrónica.

Como principal inconveniente, sobre todo desde la aprobación RSIF (Real Decreto 552/2019), está el cálculo de carga máxima de refrigerante, que es más complejo.

La carga máxima ahora se determina por un menor valor admisible debido la toxicidad del refrigerante, por su inflamabilidad, en función del volumen del local ocupado más pequeño y de la ubicación del sistema de refrigeración.

Como solución alternativa a este problema, con el fin de adaptarse mejor a la normativa, algunas marcas integraron sistemas en los que conducen el refrigerante hasta la planta de utilización. Con ellos refrigeran o calientan utilizando intercambiadores refrigerante-agua con pequeños circuitos de agua, que mediante equipos Fan Coil transmiten el calor a las zonas ocupadas.

Instalación y Mantenimiento de la Instalación

En cuanto al mantenimiento de este tipo de equipos, es necesario que en la fase de diseño se planteen accesos correctos y fáciles a los mismos, ya que un mantenimiento eficiente puede reducir considerablemente los consumos energéticos, materiales y los costos del mismo. Esto también se hace para facilitar las limpiezas o sustituciones de filtros, los accesos para limpiezas de intercambiadores o la limpieza anual de conductos prevista por RITE.

Condiciones de funcionamiento

La eficiencia de la instalación dependerá en gran medida de la diferencia entre el foco caliente y el foco frío, ya que la maquina térmica inversa realiza un trabajo que consiste en transportar energía de un nivel energético inferior a otro nivel superior. Por ejemplo en verano, transporta el calor del aire interior de un edificio (25 ºC) al aire exterior, cuya temperatura en muchas ocasiones superara los 35 ºC. En invierno, en cambio, transportará calor desde el exterior con temperaturas cercanas a los 0 ºC al interior (entre 18 ºC y 22 ºC), por lo que es muy conveniente buscar medios con niveles energéticos cercanos a las temperaturas a las que deseamos climatizar.

Como ejemplos podemos hablar de:

Las Torres de Refrigeración, que nos permiten enfriar agua adiabáticamente (es decir, aumentando su humedad relativa mediante la pulverización y posterior evaporación) y con un consumo muy reducido (tan solo el consumo de agua a poder ser descalcificada, la bomba de agua y un ventilador).

Esta agua es refrigerada por debajo de la temperatura ambiente, y posteriormente podemos utilizarla para condensar el refrigerante. La eficiencia del sistema es inversamente proporcional a la humedad relativa del aire, ya que ésta depende de la facilidad que tenga el agua para evaporarse.

El principal elemento a tener en cuenta de estos sistemas, es el encarecimiento del mantenimiento y que hay que tener un control exhaustivo para que este mantenimiento sea correcto.

La Geotermia, por otro lado, consiste en utilizar la capacidad aislante del terreno que consigue mantener a cierta profundidad la temperatura media de la zona donde se haga la prospección.

En España, la temperatura media es de 15 ºC a 100 metros de profundidad durante todo el año, por lo que condensar en verano o evaporar en invierno a esas temperaturas, facilita mucho el rendimiento del equipo en cualquier época del año y consigue que éste sea excepcional.

El principal elemento a tener en cuenta de este tipo de instalaciones es que su coste puede ser alto, ya que en función de la potencia es necesario hacer varios pozos de hasta 100 metros de profundidad. Y solo está indicado en lugares donde estas prospecciones no estén contraindicadas.

Colaboración del Sr. Pablo Espiñeira

A efectos del Reglamento de Instalaciones Térmicas de la Edificación (RITE) se define como climatización la acción y el efecto de climatizar, es decir, el dotar a un espacio cerrado de las condiciones de temperatura, humedad relativa, calidad del aire y, a veces, también de presión, necesarias para el bienestar de las personas y/o la conservación de las cosas.

En la producción de climatización es imprescindible generar calefacción y refrigeración, proceso comunmente conocido como «aire acondicionado«. Calefacción como el proceso por el que se controla solamente la temperatura del aire de los espacios con carga negativa. Refrigeración como el proceso que controla solamente la temperatura del aire de los espacios con carga positiva.

En el momento de decidir el sistema de climatización, debemos estudiar detenidamente las posibilidades existentes atendiendo a las demandas energéticas necesarias. A continuación, repasaremos los distintos sistemas de climatización para viviendas y climatización para locales comerciales por los que podemos optar. 

Climatización por bomba de calor

Cuando contratamos proveedores de energías renovables estamos obligando a dejar de consumir combustibles fósiles que tan perjudiciales son para nuestra supervivencia en el planeta. La bomba de calor es un sistema que integra refrigeración, calefacción y ACS, obteniendo la energía del calor contenido en el aire (la aerotermia obtiene el calor proviene del ambiente, por lo que es inagotable), consigue rendimientos elevados durante los periodos de temperaturas suaves.

La bomba de calor es un sistema capaz de extraer calor de un foco frío (la calle en épocas frías) e introducirlo en un local que se encuentre a una temperatura superior a la del foco frio (de ahí el nombre de bomba de calor).

Para hacer esto se vale de las propiedades que tienen los fluidos de variar sus temperaturas al variarles la presión.

Mediante un compresor y una resistencia al paso de refrigerante (dispositivo de expansión) se generan dos zonas con presiones diferenciadas que nos permitirán jugar con los cambios de estado y así poder dar y extraer calor de ambientes desfavorables térmicamente.

El compresor aspira refrigerante en forma gaseosa en una de las dos zonas (los líquidos son incomprensibles) por lo que la presion baja, debido a la estrecha relación entre presion y punto de ebullición de un fluido, bajando presion-punto de ebullición por debajo de la temperatura del medio a enfriar, conseguiremos trasvasar energía del medio a enfriar (aire o agua) al refrigerante. A su vez el compresor descarga el refrigerante a su salida en la zona de alta presión.

La presión alta consigue establecer una temperatura a la que el refrigerante se condensa (temperatura de condensación), pero para ello necesita ceder calor al medio a calentar, por lo que lo calienta (calefacción), a su vez al perder energía las moléculas, dejan de repelerse y pasan de gas a líquido. 

Por el contrario, al descender la presion en el otro extremo del circuito también baja su temperatura de evaporación por debajo de la temperatura del medio a enfriar, al estar el refrigerante más frio a través de las paredes del evaporador medio a enfriar calienta el refrigerante (y se enfría) haciéndolo entrar en ebullición iniciando así su cambio de estado de líquido a gas.

Sistemas de climatización de expansión directa

Los equipos de expansión directa son aquellos que directamente enfrían el aire. Entre ellos se incluyen:

• Equipos partidos o split
• Compactos verticales
• Compactos horizontales
• Equipos de cubierta o Rooftop
• Sistemas VRF o VRV (equipos multizona con unidades interiores).

En todos estos sistemas desplazamos refrigerante a las zonas a climatizar, donde producimos un transvase de calor (del o hacia el refrigerante).

La principal ventaja de los VRV o VRF es la alta eficiencia que alcanzan en las estaciones más suaves (primavera y otoño) en las que es muy fácil necesitar simultáneamente refrigeración y calefacción, al tener la posibilidad de recuperar calor de las zonas habitadas más calientes hacia las más frías con el trabajo de un solo compresor.

El principal inconveniente de estos equipos es que pueden superar fácilmente el límite práctico de refrigerante (establecido por el RSIF en kg/m³) en el espacio ocupado más pequeño y una fuga del equipo interior en un espacio muy reducido, pueden producir asfixia al desplazar el refrigerante al aire, en caso de no haber tenido en cuenta dicho limite. Debido a esto, los principales fabricantes han desarrollado tecnologías mixtas entre expansión directa e indirecta igualmente eficientes basadas en utilizar intercambiadores refrigerante-agua para evitar que el refrigerante llegue a las zonas ocupadas.

Sistemas de climatización de expansión indirecta

Los sistemas de expansión indirecta son los equipos que más control y facilidad tienen para el control higrométrico. En ellos, se hace circular un fluido caloportador, normalmente agua, en ocasiones glicolada. Por ello se les llama enfriadoras de agua, con bomba de calor, o con recuperación de calor.

Las enfriadoras de agua a menudo se utilizan en combinación con calderas. Ello permite establecer circuitos a cuatro tubos (dos para agua fría y dos para agua caliente) para poder eliminar el exceso de humedad utilizando para su regulación controles higrométricos.

Enfriadoras de agua con recuperación de calor

Al igual que os VRV o VRF, las enfriadoras de agua pueden aprovechar el calor de una zona a otra pero cuentan como principal ventaja que no les afectan los limites prácticos del refrigerante, tampoco la inflamabilidad del refrigerante ni las distancias desde producción hasta consumo.

En contra, necesitan un sistema de distribución de agua y climatizadores o fancoils y suelen ser más ruidosos y voluminosos. Estos equipos suelen funcionar en combinación con UTA’s (Unidades de Tratamiento de Aire) también llamados climatizadores o fancoils.

¿Cómo funciona una unidad de climatización con tratamiento del aire?

Etapa de Filtrado

Una parte muy importante en un climatizador es el filtrado. Los filtros de aire acondicionado o climatizadores se situan principalmente para mantener la eficiencia de los intercambiadores y las turbinas, aunque con el tiempo se han mejorado para aumentar la calidad del aire interior, protegiendo así también la salud de las personas. 

Etapa de enfriamiento gratuito

Cuando el aire exterior es de mejor calidad y nivel energético favorable a la climatización se abrirán las compuertas A, B, D, E, F y G. El aire primario pasara de A a E a través del recuperador entálpico, intercambiando con el aire secundario. Cuando el aire exterior este en peores condiciones el sistema cerrara automáticamente A y B dejando abiertas C, D, E, F y G

Etapa de tratamiento higrométrico

Cuando el sistema requiere rebajar los niveles de humedad, primero se pasa el aire por la batería de refrigeración (azul y negativa), donde disminuye la humedad específica y aumenta la humedad absoluta, para luego ser calentado por la batería (roja y positiva) rebajando así la humedad relativa.

En verano cuando el sistema está refrigerando constantemente, la humedad desciende por sí sola y puede ser necesario añadir vapor de agua producido por una lanza de vapor después del punto G.

Presiones de aire

Jugando con diferencias de presiones en los locales, podemos dirigir los efluentes no deseados hacia otras zonas o hacia el exterior.

Sistema hidráulico

Etapa de acumulación

Requieren de un sistema de acumulación de agua fría y de agua caliente, para evitar continuas paradas y puestas en marcha. Los fabricantes exigen dichos depósitos acumuladores, para prevenir el deterioro de los compresores en los que se produce acidez y terminan derivándose a tierra.

Etapa de bombeo

Otro elemento importante son las bombas de agua, que deben ser bien calculadas para conseguir los caudales mínimos que necesitan las enfriadoras y evitar el tan temido fenómeno de la cavitación que las destruye, un caudal insuficiente produce paradas por protecciones de presión, termostatos antihielo y congelación de intercambiadores, excesos de consumo e ineficiencia energética.

Elementos del circuito hidráulico

Filtros de agua, para evitar taponamientos y roturas prematuras en los rodetes de las bombas de agua

Vasos de expansión, en las zonas donde hay aportación de calor, para absorber las dilataciones del fluido caloportador

Válvulas de seguridad para evitar la rotura del circuito en caso de fallo del vaso de expansión (se instalan en el mismo punto que los vasos de expansión)

Purgadores automáticos o puntos de purga, se instalan en los puntos mas altos del circuito para dar salida a las bolsas de aire

Puntos de vaciado o drenaje, son necesarios en la parte más baja de cada ramal de agua del circuito,

Regulación en los sistemas de climatización

En grandes instalaciones, para poder gestionar el funcionamiento de la climatización, se integra un programa informático (SCADA) que mediante autómatas programables, sensores de presión, de temperatura, actuadores y variadores de frecuencia, regulan el sistema de climatización.

Estos sistemas también se ocupan de regular y tomar registros de los datos de todo el sistema, capaz de controlar temperaturas, presiones, añadir o quitar humedad, regular caudales y velocidades de aire, regulación de variadores de frecuencia para reducir consumos eléctricos.

En las instalaciones hidráulicas es necesario un sistema de válvulas dinámicas reguladoras de caudal (llamadas abreviadamente TA) situadas en cada ramal para conseguir los caudales deseados, tanto en las enfriadoras como en climatizadores y fancoils.

Antes de cada climatizador o fancoil regulación con válvulas de tres vías,  válvulas de seguridad, sistemas de medición de temperaturas y presiones.

Además, suelen estar provistos de recuperadores entálpicos, free cooling, filtrado del aire para conseguir calidad de aire interior, así como control de su composición y sistemas de corrección mediante renovación y desinfección.

Agradecimientos a Pablo Espiñeira.

El hidrógeno verde es un vector energético de la transición energética que se ubica entre su dependencia de la tecnología y su conveniencia en el ámbito de lo no electrificable.

Pero para que  forme parte del mix energético, éste debe ser renovable o verde.

Así, es preciso que el hidrógeno gris procedente del gas natural, que emplea la industria actualmente de manera casi mayoritaria, evolucione a hidrógeno verde o renovable.

Es una apuesta de futuro que viene a contribuir a una mejor integración de las energías renovables, pero en ningún caso se plantea un horizonte energético dotado de únicamente hidrógeno ni tampoco su uso masivo. Aún y así, es contemplado como una opción óptima debido a que es inagotable y puede llegar a proporcionar energía renovable sin emitir dióxido de carbono.

Si bien hoy en día, la mayor parte del hidrógeno se extrae del gas natural siguiendo un proceso que genera emisiones de gases contaminantes a la atmósfera y que, además, requiere de un elevado consumo de electricidad; existe, como contraposición, el hidrógeno verde, que se obtiene a partir de un proceso químico de electrólisis de agua, en el cual se efectúa una descomposición del agua en oxígeno e hidrógeno a través de electricidad de origen renovable. En un contexto como el que se vive en estos momentos, en el que la descarbonización resulta vital para avanzar a nivel climático y energético, el hidrógeno no es aún competitivo; a pesar de que existe numerosa oferta, en forma de proyectos, y de que la demanda potencial se cifra en miles de millones.

Producción local e in situ

La escala de los proyectos está en línea con las necesidades que comporta precisar de un buen parque de renovables que servirá de abastecimiento para la electrólisis – un proceso caro que requiere del orden del 60% de la electricidad total generada -y, en consecuencia, se vuelve a la dificultad de que este combustible se distinga por sus costes competitivos. Es por ello que en ocasiones, para no infrautilizar la tecnología, se opta por la hibridación.

Los especialistas en este recurso energético, por otra parte, añaden que viaja mal y admiten que tienen sobre la mesa el reto de explorar cómo trasladarlo de un mejor modo desde la planta productiva al lugar de destino. Por ahora no resulta nada sencillo. Es por ese motivo que se plantean soluciones adaptativas como, por ejemplo y entre otras, aprovechar las redes de gasoductos para el transporte. Debido a estos inconvenientes, son ya muchas las voces que recomiendan focalizar la mirada en contemplar líneas de desarrollo en las que se considera el transporte como una pérdida de oportunidad y se apuesta por relocalizar o atraer industria que se caracteriza por su contaminación hacia donde se produce in situ el hidrógeno, de modo que pasen a ser fábricas de bajas emisiones.

Sectores clave

Esta alternativa renovable para todos aquellos usos energéticos que no se pueden electrificar y todavía dependen de los combustibles fósiles, sobre todo en el ámbito industrial, requiere de elevadas inversiones en infraestructuras, transporte – si no se puede evitar su traslado -, y sistemas de almacenamiento. En este último caso, el debate se centra en la necesidad a corto y medio plazo de equilibrar las necesidades entre las diferencias que existan entre generación y demanda y, por tanto, vuelve a ponerse de manifiesto la relevancia de la gestión local. Se calcula que el 30% del consumo eléctrico no electrificable podría ser abastecido por hidrógeno verde y que se dispone de una década para que el sector de la instalación se familiarice con sus peculiaridades y pueda estar capacitada para abordarla.

Ahora mismo, se vislumbran algunos sectores clave para su evolución: el del acero; el del transporte pesado; el del transporte marítimo; el de las petroquímicas, y el de las plantas fertilizantes. El doméstico está poco sensibilizado con esta modalidad energética. Y a nivel de territorio, está teniendo más aceptación en las islas que en tierra firme. Europa ha elegido potenciar esta energía porque considera que dispone de aquellos elementos que se precisan para hacer de ella una opción competitiva. Se trata de desarrollos tecnológicos locales que crean valor y evitan la importación de equipamientos y materias primas desde el exterior. De hecho, desde algunos ámbitos se augura que el hidrógeno podría suponer una oportunidad para reindustrializar países como España, debido a que ese equilibrio entre coste energético y precio de la energía que presenta el hidrógeno renovable lo convierte en un potente vector energético.

Variedad de aplicaciones

En estos momentos, se están llevando a cabo numerosos proyectos demostrativos que se distinguen por ser colaborativos, entre empresas procedentes de muy distintos sectores y con destacada presencia de capital de origen europeo. Y es a partir de ellos que se empieza a ser consciente de su variedad de aplicaciones y que, por tanto, no todas se irán desarrollando en la misma proporción y al mismo tiempo. En buena parte porque se trata de un producto que, como ya se ha comentado, todavía es muy caro. Sin embargo, la tendencia a la baja de los precios, junto con un aumento de la demanda de hidrógeno, podría llegar a reducir el precio de este combustible en aproximadamente un 71% en 2050; algo que podría converger con aumentos del precio de mercado del carbono. Todo ello estimularía el mercado del hidrógeno renovable.

Agradecemos a Montse Bueno.