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Introducción al sistema de enfriamiento Evaporativo Para comprender con facilidad el proceso de enfriamiento evaporativo resulta vital conocer los siguientes conceptos básicos.

Aire El aire atmosférico, ése fluido que respiramos se compone de diferentes gases:

Oxígeno 21% Nitrógeno 78% Diferentes gases 0,9% Gas carbónico 0,03% Vapor de agua 0,05 – 1,50%

Psicrometría Es la ciencia que estudia las propiedades y procesos termodinámicos del aire húmedo.

Estado higrométrico Para conocer un estado termodinámico de aire húmedo se precisan tres datos.

1. Presión atmosférica. 2. Temperatura seca. 3. Humedad relativa.

Temperatura seca Es la temperatura medida por un termómetro ordinario.

Temperatura húmeda Es la temperatura medida por un termómetro cuyo bulbo se halla envuelto por un trozo de gasa empapada de agua destilada y ventilado con una velocidad de aire suficiente.

Psicrómetro Contiene dos termómetros que nos proporcionan las lecturas de temperaturas de temperatura seca y húmeda.

Temperatura de rocío Es la temperatura que empieza a condensar el vapor de agua de un estado de aire húmedo.

Condensación Pasar de un estado gaseoso a un estado líquido.

Humedad relativa Es la cantidad de agua en forma de vapor que contiene un determinado estado de aire húmedo. Tiene un valor comprendido entre 0 – 100% y nos indica el grado de saturación. Cuando la humedad supera el 100% aparece el fenómeno niebla.

Humedad absoluta Es la cantidad de vapor de agua que contiene un estado de aire húmedo referido a 1 kg de aire seco.

Calor específico Es el calor necesario para elevar un grado centrífugo a un kilogramo de aire.

FrigoríaEs la cantidad de calor que se debe extraer a un litro de agua para rebajar un grado centígrado su temperatura. La frigoría es simplemente una kilocaloría, así cuando nos comentan acerca de una máquina de 10.000 Frigorías / hora, quieren decir que esta capacitada para extraer 10.000 Kcal./h de cualquier local.

EntalpíaLa entalpía del aire húmedo es una función de estado que representa en termodinámica su contenido energético. Es la suma de la entalpía de dos componentes, aire seco y vapor de agua, o sea:

ENTALPIA = CALOR SENSIBLE + CALOR LATENTE




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Calor sensible Es el calor evidente al tacto, midiéndose mediante un termómetro. Es el calor que sentimos y comentamos siempre.

Calor latente Es la cantidad de calor necesario para cambiar el estado de un cuerpo sin alterar su temperatura. Éste calor no es percibido por el cuerpo humano.

Volumen específico Se refiere a los m3 por kilogramo de aire seco.

Proceso adiabático Se produce cuando es nulo el cambio de calor con el medio exterior.

Para conocer las condiciones del aire existe el diagrama psicrométrico el cuál nos informa de (temperatura seca, humedad absoluta, humedad relativa, volumen específico, entalpía, temperatura de rocío, presión de vapor.

DIAGRAMA PSICROMÉTRICO




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Enfriadores evaporativos MET MANN Los enfriadores evaporativos MET MANN, utilizan con total éxito la sencilla tecnología del enfriamiento evaporativo, dicha tecnología viene dada por la evaporación de agua al pasar un volumen de aire determinado por unos paneles CELdek® que provocan una disminución de la temperatura del aire así cómo un aumento del grado de humedad del mismo.

En los momentos actuales debido a un progreso tecnológico constante, los equipos industriales tienden a ser cada vez más avanzados, el aire acondicionado es un ejemplo de ésta tendencia.

Actualmente existe la necesidad de controlar la temperatura y humedad durante todo el año para que algunos equipos de alta tecnología funcionen correctamente.

El concepto del sistema de enfriamiento evaporativo está al alza como medio de enfriamiento en plantas industriales, granjas, invernaderos o todo local que requiera el enfriamiento con un aporte de humedad.

Éste sistema es totalmente ecológico ya que para ello no utiliza ningún tipo de gas refrigerante y la aportación eléctrica es mínima en comparación con los sistemas tradicionales de aire acondicionado para su funcionamiento sólo es necesaria una aportación de agua de la red general.

En el siguiente esquema explicamos de una forma sencilla el funcionamiento de nuestros equipos con un ejemplo teórico.

Figura nº 1

El sistema consiste en disminuir el calor que percibimos (CALORSENSIBLE) y aumentar el calor que no percibimos (CALOR LATENTE). Como podemos observar el CALOR SENSIBLE ha quedado reducido ala mitad respecto a las condiciones iniciales, pasando a una situaciónde bienestar y confort.

Figura nº 2 Un determinado caudal de aire a 36ºC y un 30% de humedad relativa es pasado a baja velocidad por el interior de un panel (CELdek) con una aportaciónde agua potable. El aire filtrado en el panel experimenta una bajada de temperatura y un incremento del grado de humedad con lo cuál ha pasado a unatemperatura de 26ºC y un 70% de humedad relativa. Posteriormente este aire tratado es impulsado al local para climatizar su interior.

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peratura exterior seca (36ºC) do de humedad exterior (30%) peratura del bulbo húmedo (22,0ºC) peratura del aire impulsado (26,5ºC) Aplicar formula do de humedad del aire impulsado (70%)

Panel CELdek 509

67 Temperatura aire enfriador = Tbulbo seco -

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peratura exterior seca (36ºC) do de humedad exterior (30%) peratura del bulbo húmedo (22,0ºC) peratura del aire impulsado (23,7ºC) Aplicar formula do de humedad del aire impulsado (87%)

Panel CELdek 50

85 Temperatura aire enfriador = Tbulbo seco -

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RESUMEN DE TEMPERATURAS A LA SALIDA DEL ENFRIADOR nfriador CELdek® tipo 5090 de 50mm de espesor ura del aire a la salida del enfriador (velocidad aspiración 1,5 m/s)

30 ºC 31 ºC 32 ºC 33 ºC 34 ºC 35 ºC 36 ºC 37 ºC 38 ºC 39 ºC 40 ºC 41 ºC 42 ºC 43 ºC 440,4 ºC 21,2 ºC 21,9 ºC 22,7 ºC 23,4 ºC 24,2 ºC 25,0 ºC 25,7 ºC 26,5 ºC 27,2 ºC 28,0 ºC 28,7 ºC 29,5 ºC 30,2 ºC 31,01,2 ºC 22,0 ºC 23,0 ºC 23,5 ºC 24,3 ºC 25,1 ºC 25,9 ºC 26,7 ºC 27,5 ºC 28,2 ºC 29,0 ºC 29,8 ºC 30,6 ºC 31,4 ºC 32,11,9 ºC 22,7 ºC 23,5 ºC 24,3 ºC 25,1 ºC 26,0 ºC 26,8 ºC 27,6 ºC 28,4 ºC 29,2 ºC 30,0 ºC 30,8 ºC 31,7 ºC 32,4 ºC 33,33,3 ºC 24,2 ºC 25,0 ºC 25,9 ºC 26,7 ºC 27,6 ºC 28,4 ºC 29,3 ºC 30,1 ºC 31,0 ºC 31,8 ºC 32,7 ºC 33,6 ºC 34,4 ºC 35,34,6 ºC 25,5 ºC 26,4 ºC 27,3 ºC 28,2 ºC 29,1 ºC 30,0 ºC 30,8 ºC 31,7 ºC 32,6 ºC 33,5 ºC 34,4 ºC 35,3 ºC 36,2 ºC 37,05,9 ºC 26,8 ºC 27,7 ºC 28,6 ºC 29,5 ºC 30,4 ºC 31,3 ºC 32,3 ºC 33,2 ºC 34,1 ºC 35,0 ºC 35,9 ºC 36,8 ºC 37,8 ºC 38,7

nfriador CELdek® tipo 5090 de 100mm de espesor ura del aire a la salida del enfriador (velocidad aspiración 1,5 m/s)

30 ºC 31 ºC 32 ºC 33 ºC 34 ºC 35 ºC 36 ºC 37 ºC 38 ºC 39 ºC 40 ºC 41 ºC 42 ºC 43 ºC 447,9 ºC 18,5 ºC 19,2 ºC 22,7 ºC 20,6 ºC 21,3 ºC 22,0 ºC 22,7 ºC 23,4 ºC 24,0 ºC 24,7 ºC 25,4 ºC 26,1 ºC 26,8 ºC 27,58,8 ºC 19,6 ºC 20,3 ºC 21,0 ºC 21,7 ºC 22,4 ºC 23,2 ºC 23,9 ºC 24,6 ºC 25,3 ºC 26,0 ºC 26,8 ºC 27,5 ºC 28,2 ºC 29,09,8 ºC 20,5 ºC 21,3 ºC 22,0 ºC 22,8 ºC 23,5 ºC 24,3 ºC 25,1 ºC 25,8 ºC 26,5 ºC 27,3 ºC 28,0 ºC 28,9 ºC 29,6 ºC 30,41,6 ºC 22,4 ºC 23,2 ºC 24,0 ºC 24,8 ºC 25,6 ºC 26,4 ºC 27,2 ºC 28,0 ºC 28,8 ºC 29,7 ºC 30,5 ºC 31,3 ºC 32,1 ºC 33,03,2 ºC 24,0 ºC 25,0 ºC 25,8 ºC 26,6 ºC 27,5 ºC 28,3 ºC 29,2 ºC 30,0 ºC 30,9 ºC 31,8 ºC 32,6 ºC 33,5 ºC 34,3 ºC 35,24,7 ºC 25,7 ºC 26,5 ºC 27,4 ºC 28,3 ºC 29,2 ºC 30,1 ºC 31,0 ºC 31,9 ºC 32,8 ºC 33,7 ºC 34,5 ºC 35,5 ºC 36,4 ºC 37,3

ATURA EXTERIOR HUMEDAD RELATIVA EXTERIOR



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Ejemplos de aplicación

Almacenes de productos volátilesNo se volatilizan los productos almacenados, disminuyendo los riesgos de incendios, eliminándose los gases y olores.

Almacenes de productos farmacéuticosSe conservan perfectamente los medicamentos.

Aplicación de pinturas Con niveles correctos de humedad en la aplicación de pinturas en spray o con procesos electrostáticos se elimina la electricidad estática y se reduce la entrada de polvo que provoca costosos rechazos. El resultado es un acabado superior y una reducción en la cantidad de pintura utilizada.

Artes gráficas Una temperatura y un contenido de humedad correcto mantendrá la resistencia del papel y lo hará menos quebradizo. El papel demasiado seco se carga con facilidad de electricidad estática que dificulta su manipulación. Asegurando un nivel constante de humedad durante su proceso de impresión se mantienen las propiedades del papel reduciendo el riesgo de errores y un ahorro de las tintas de impresión.

Bingos y salas de juegoTemperaturas confortables. Se eliminan totalmente los humos del tabaco y olores.

Bodegas de vinosLa crianza del vino no se interrumpe. La flor permanece siempre arriba. No se evapora el vino de la bodega ni se embastece. Se oxigena plenamente la bodega. En los conos de fermentación la levadura queda siempre en la superficie. Bajo la temperatura del vino en fermentación y no se volatilizan los éteres, eliminándose los gases que se producen.

Centros comercialesAmbiente muy confortable para clientes y dependientes. Las verduras, frutas u otros alimentos mantienen una buena conservación. Desaparición de olores e insectos. Los muebles de madera no sufren alteraciones de ningún tipo.

Componentes electrónicos y ordenadoresLa electricidad estática representa una amenaza para los circuitos electrónicos modernos. Un nivel de humedad controlado mantendrá las áreas de trabajo sin molestas descargas de electricidad estática.

DiscotecasTemperaturas confortables con eliminación rápida y constante de humos y olores.

Fábricas de confecciónTemperaturas muy confortables con eliminación rápida y constante de humos y olores.

Fábricas de envases y plásticosSe elimina el polvo, partículas e insectos que pudieran incrustarse en los mismos, disponiendo una temperatura ambiente para el personal muy confortable.

Fábricas de harinaEl arrastre del grano se hace por medio del aire. Este aire, que se toma del local, por ser demasiado seco, dificulta la molienda. Igualmente al envasar los sacos de papel, éstos se rompen por falta de humedad en el ambiente ambos inconvenientes quedan eliminados.

FundicionesSe elimina el excesivo calor y los humos en las fábricas.

Fábricas de papelNo se rompen los envases al obtenerse una humedad relativa apropiada. Temperatura muy agradable para el personal.

Industria de la maderaManteniendo el contenido de humedad de la madera en ciertos niveles, ésta conserva su estabilidad y facilita la consistencia en el proceso de manipulación con el mínimo gasto. Niveles altos de humedad suponen el beneficio añadido de reducir la electricidad estática y el polvo, creando además un ambiente de trabajo más confortable.

Industria agroalimentariaLas frutas y los vegetales mantienen su frescura y también su precio al minimizar la pérdida de peso gracias a elevados niveles de humedad en el ambiente.




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Museos e iglesias Manteniendo la humedad constante se previenen posibles daños en objetos valiosos como pintura o muebles ocasionados normalmente por contracciones en su volumen.

Naves del sector metalúrgicoSe elimina el calor producido por máquinas, hornos, etc., así como humos y gases y aumento de productividad al disponer de temperaturas confortables. Las máquinas herramientas trabajan con exactitud al tener una temperatura ambiente adecuada.

Sector agropecuarioSe evitan las pérdidas por exceso de calor. Reproducción y engorde en un ambiente ideal para los animales sin malos olores ni insectos. Aumento de la producción.

Sala de máquinas o cogeneraciónSolución a los problemas creados por exceso de calor y aumento del rendimiento de las turbinas o motores de combustión.

Talleres de automociónTemperaturas confortables para clientes y operarios. Eliminación de gases de escape.

Referencias

ALLIBERTASIENTOS MAJOSA (GENERAL MOTORS) BENDIX IBERICA ESPAÑA BEST FOODS ESPAÑA, S.A. BICC GENERAL CABLE BODEGA PALACIO DE BORNOS CASA SANTIVERI, S.A. CERVEZAS CRUZCAMPO CORPORACIÓN ALIMENTARIA GUISSONA. CUELLACARDALLAND HYBRID ESPAÑA DERBI DULCESA EMPAK, S.A. EXPAFRUIT, S.A. FORD GRAFRICROMO HUTCHINSON PALAMÓS INDUSTRIAS MURTRA JUAN Y JUAN (DULCESOL) LA FARGE LEXUS (TOYOTA) LINDE & WIEMANN MIROFRET, S.A. NAULOVER, S.A. NUTREXPA PASTAS EL AGUILA REPSOL BUTANO ROSS BREDERS PENINSULAR VALEO VEM TAPAS METÁLICAS VIDRALA




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Cálculo de un edificio

Cálculo de la potencia frigorífica de un equipo

Calcular las frigorías de un enfriador evaporativo se realiza de la siguiente forma:

Una vez completada la gráfica psicrométrica extraemos el siguiente dato (aportación de kcal/kg aire) (1 kcal = 1 frigoría)

En la grafica anterior (Panel CELdek 5090 50mm) = 2,5 kcal/kg aire

2,5 kcal/kg aire x 1,2 densidad aire = 3 kcal/m3

Un enfriador del modelo AD-20-V impulsa un caudal de aire de 18.000 m3/h con lo cuál la potencia frigorífica de este modelo es de (3 kcal/m3 x 18.000 m3/h) = 54.000 kcal/h.

Según el tipo de actividad del local a tratar son necesarias un tipo de renovaciones (cuadro adjunto) pondremos cómo ejemplo una industria textil.

54.000 kcal/h / 25 renovaciones = 2.160 frigorías / renovación.

Por lo tanto renovaremos y enfriaremos el aire del local cada 2 minutos y 40 segundos.

Cálculo de instalaciones por nº de renovaciones del local

Supongamos que tenemos que acondicionar una nave textil de 200m2 x 8 altura.

Calculamos una altura máxima de 4 metros o sea 200m2x4 = 800m3.

Caudal necesario = 800m3 x 25 = 20.000 m3/h.

Si accedemos a la gama de fabricados “MET MANN” seleccionaremos el modelo AD-30.

Según la experiencia adquirida durante estos años adjuntamos el nº de renovaciones adecuadas para cada sector.

Actividad de la empresa Nº de renovaciones (CELdek® 5090 50mm)

Nº de renovaciones (CELdek® 5090 100mm)

Industrias textiles 25-29 22-26 Talleres de confección 22-25 20-22 Salas de máquinas 18-22 16-20 Industria manufacturera 18-22 16-20 Fundiciones 25-30 22-27 Talleres de pintura 25-30 22-27 Fábricas de plástico 30-35 27-31 Panaderías 20-25 18-22 Restaurantes 18-22 16-20 Cafés y bares 18-22 16-20 Cantinas 18-22 16-20 Salas de fiesta 25-29 22-26 Bodegas de vino 30-40 27-36 Discotecas o pubs 25-29 22-26 Cines y teatros 14-18 13-16

Una vez definido el equipo debemos determinar la posición de la impulsión del aire, los cuáles pueden ser: horizontal, vertical inferior o vertical superior.




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Tabla de cálculo para animales

Concentraciones máximas admisibles

Caudal de aire necesario Velocidad de aire máxima

Animales Peso Temperatura Humedad

CO2 NH3 H2S Invierno Verano Invierno Verano5 kg 23-25 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 4 m3/h 8 m3/h 0,2 m/s -

10 kg 23-24 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 5 m3/h 16 m3/h 0,2 m/s - 15 kg 22-24 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 6 m3/h 24 m3/h 0,2 m/s - 20 kg 22-23 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 7 m3/h 32 m3/h 0,2 m/s -

Lechones

25 kg 22-23 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 8 m3/h 40 m3/h 0,2 m/s - 25 kg 22-23 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 4 m3/h 30 m3/h 0,2 m/s 1,5 m/s 30 kg 21-23 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 5 m3/h 36 m3/h 0,2 m/s 1,5 m/s 40 kg 21-22 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 6 m3/h 48 m3/h 0,2 m/s 2,0 m/s 50 kg 20-21 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 7 m3/h 60 m3/h 0,3 m/s 2,5 m/s 60 kg 19-21 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 9 m3/h 72 m3/h 0,3 m/s 3,0 m/s 70 kg 18-20 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 10 m3/h 84 m3/h 0,3 m/s 3,0 m/s 80 kg 18-19 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 11 m3/h 96 m3/h 0,4 m/s 3,5 m/s 90 kg 17-18 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 13 m3/h 108 m3/h 0,4 m/s 4,0 m/s

Cerdos engorde

100 kg 16-18 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 14 m3/h 120 m3/h 0,4 m/s 4,0 m/s Recría 15-17 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 17 m3/h 180 m3/h 0,4 m/s 4,0 m/s Por cubrir 10-13 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 23 m3/h 240 m3/h 0,4 m/s 4,5 m/s Cerdas Gestantes 12-15 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 25 m3/h 250 m3/h 0,3 m/s 2,0 m/s

Cerdas con camada

Camada 10 12-15 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 28 m3/h 375 m3/h 0,2 m/s 1,0 m/s

Verracos - 11-13 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 36 m3/h 360 m3/h 0,4 m/s 4,5 m/s Polluelo 1día 35 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 0,1 - 0,2 m3/h 1-3 m3/h 0,2 m/s 0,2 m/sPolluelo 2días 31 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 0,1 - 0,2 m3/h 1-3 m3/h 0,2 m/s 0,2 m/s2-3 semanas 27 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 0,2 - 0,3 m3/h 5-8 m3/h 0,3 m/s 0,3 m/s3-4 semanas 22 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 0,2 - 0,3 m3/h 5-8 m3/h 0,3 m/s 0,3 m/s4-7 semanas 18-22 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 0,2 - 0,3 m3/h 5-8 m3/h 0,3 m/s 0,3 m/s

Engorde avícola

+ 7 semanas 15-19 ºC 85-55% 0,35 0,01 0,002 0,3 - 0,5 m3/h 8-10 m3/h 0,3 m/s 0,3 m/s 1,0 – 1,5 kg 18-23 ºC 70-60% 0,35 0,01 0,002 0,3 – 0,5 m3/h 8-10 m3/h 0,3 m/s 0,5 m/s 1,5 – 2,0 kg 17-20 ºC 70-60% 0,35 0,01 0,002 0,3 – 1,0 m3/h 9-12 m3/h 0,4 m/s 0,6 m/s

Gallina para la puesta

2,0 – 3,0 kg 15-18 ºC 70-60% 0,35 0,01 0,002 0,5 – 2,0 m3/h 12-15 m3/h 0,5 m/s 0,75 m/s Ponedoras - 21ºC 65-60% 0,35 0,01 0,002 0,5 – 2,0 m3/h 12-15 m3/h 0,5 m/s 0,75 m/s Conejos reproductores

3,0 – 4,0 kg 12-14 ºC 60-50% 0,35 0,01 0,002 1,0 – 1,5 m3/h 20-25 m3/h 0,3 m/s 0,5 m/s

Conejos de engorde

1,0 – 2,0 kg 15-18 ºC 60-50% 0,35 0,01 0,002 0,3 – 0,5 m3/h 8-10 m3/h 0,2 m/s 0,4 m/s




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Equipo con impulsión del aire en posición horizontal “H”

Equipo con impulsión del aire en posición vertical inferior “V”

Equipo con impulsión del aire en posición vertical superior “VS”

Equipo de impulsión del aire vertical inferior con cubo difusor del aire a cuatro direcciones.

Equipo de impulsión del aire horizontal con red de conductos y conos orientables para la difusión del aire

Equipo de impulsión del aire horizontal con cubo difusor de dos direcciones para la difusión del aire

Equipo de impulsión del aire vertical superior con cubo difusor del aire a dos direcciones.

Equipo de impulsión del aire horizontal instalado en un local adyacente a la zona a climatizar.

(Realizar una obertura de 1m2 por cada 10.000 m3/h de aire impulsados por el equipo).

Posiciones de impulsión del aire e impulsión de aire

Esquemas de instalación




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Ejemplos reales de instalación

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