Reducción de consumo energético en sistemas variables

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Una de las tendencias más prometedoras para la industria del aire acondicionado es justamente la emergencia y aplicación de la tecnología variable. Con ella se abre la puerta a grandes ahorros energéticos y de dinero, así como a un mayor confort y reducción en los costos de mantenimiento

Alejandro Pimienta

La primera pregunta que debemos contestar es: ¿qué es un equipo enfriador de agua variable y cuál es su diferencia con los de velocidad constante? Tradicionalmente las unidades de aire acondicionado y los enfriadores de agua (chillers) han operado con motores de velocidad constante. Un motor de este tipo funciona dentro de rangos muy específicos en su curva de operación.

En nuestra industria es bastante común encontrar equipos cuyos motores solamente pueden operar al 25, 50, 75 y 100 por ciento con flujo de agua constante. En la mayoría de los casos esta solución ha funcionado bastante bien; sin embargo, existe una nueva tendencia que promete ofrecer grandes ventajas en materia de ahorro de energía y confort.

Un equipo variable es aquel que puede operar en todos los puntos de su curva de operación, a diferencia de uno fijo. Es decir, opera del 15 al 100 por ciento de su capacidad, pasando por todos los puntos intermedios. Parece ser una diferencia pequeña, pero las ramificaciones tienen resultados muy interesantes.

Ahorros de Energía
La razón más sencilla del por qué es más eficiente, obedece a que es capaz de adaptarse y operar de manera precisa en los puntos mínimos requeridos para cumplir con sus tareas. De esta manera, utiliza únicamente la energía precisa, no más y no menos. Adicionalmente, es capaz de adaptarse para mantener siempre este consumo mínimo.

Es bien sabido que un equipo fijo no puede operar eficientemente fuera de esos rangos, por lo que las distancias entre el punto de operación mínimo ideal y el punto de operación real pueden ser grandes. La unidad, en este caso, está operando con un consumo más alto de lo necesario, pero no tiene la manera de adaptarse a esta condición a menos que la demanda sea mayor al siguiente peldaño de operación. Esto último, como podrá imaginarse, no es la opción más eficiente. Es como si un vehículo sólo operase al 25, 50, 75 y 100 de la capacidad del motor, sin un acelerado o frenado suave. Definitivamente no sería el viaje más cómodo y mucho menos el más eficiente. Además, el consumo de combustible siempre sería mayor al mínimo necesario.

Un equipo variable, por el contrario, es capaz de operar al 100 por ciento del rango de operación y adaptarse a cualquier cambio. En consecuencia, cada vez que se modula y adapta a determinadas condiciones ahorra energía eléctrica; pero los ahorros no se limitan solamente al consumo eléctrico. Dado que el equipo opera a velocidades y cargas menores, el desgaste natural de sus componentes también será menor, lo que se traduce en menos costos de mantenimiento.

Las ventajas también son muy evidentes en el área de confort, especialmente en los evaporadores terminales fan & coils variables con motores ECM. No sólo el equipo operará a un nivel de consumo eléctrico más óptimo para mantener las condiciones de confort, sino que el ruido del motor será equivalente a dicha operación, de tal suerte que mientras más ahorra dinero más silencioso se vuelve.

Imaginemos ahora una habitación de hotel donde hay un sólo inquilino durmiendo plácidamente. En esta situación el calor es mínimo y el equipo de aire acondicionado puede mantener el punto de ajuste operando a una velocidad muy baja, digamos a un 9 por ciento.

En este escenario, una unidad típica de 3 velocidades tendrá que operar al 50 por ciento de su capacidad durante toda la noche, sencillamente porque no tiene otra opción, ya que este porcentaje es su operación mínima. En cambio, un equipo variable es perfectamente capaz de adaptarse y operar al 9 por ciento de su capacidad total.

Con esto, no sólo se ahorrará dinero al usar únicamente la energía eléctrica necesaria, sino que el ruido en la habitación será mucho menor que con un equipo fijo, ya que el motor operará al nueve por ciento en lugar de 50. Otra de sus ventajas es que con un motor fan & coil variable el equipo jamás deja de funcionar durante su operación. De igual manera, el agua que pasa por el evaporador tampoco cesa de fluir, por lo que el equipo continuamente retira agua y deshumidifica el medio ambiente, convirtiéndolo en una excelente opción para la operación en situaciones de alta humedad (hoteles de playa, condominios, etcétera).

Retos de los Equipos Variables
El primero, sin duda, es romper con la inercia de una industria acostumbrada a equipos de velocidad fija. Esta situación puede remediarse si se conoce toda la información técnica acerca de los ahorros energéticos, ventajas, costos de  mantenimiento, testimonios de clientes y confort de los usuarios.

El segundo reto es que estos equipos requieren de una inversión inicial mayor, en comparación con los fijos. No obstante, el problema puede convertirse fácilmente en un área de oportunidad al conocer que tienen un retorno de inversión. Esto es un punto de equilibrio donde los ahorros energéticos terminan por pagar la inversión inicial, brindando verdaderos dividendos a partir de ese punto.

Históricamente los equipos de confort siempre han sido vistos, calculados y contemplados como un pasivo perdido a fondo perpetuo. Hoy, gracias a que ofrecen ahorros medibles, puede argumentarse que estas unidades son en realidad un activo, el cual juega un papel fundamental en la estrategia de control de costos en una instalación.

Este aumento en el confort, así como los ahorros energéticos y económicos, son palpables en instalaciones a cualquier escala, desde una instalación casera con un solo enfriador central de agua con varios fan & coils, hasta un hotel de gran turismo con  alberca, playa y miles de cuartos.

Al parecer la tecnología variable llegó para quedarse. Y mientras mayor sea su penetración en el mercado y la aceptación por parte de los usuarios, más bajos serán sus costos. Muy pronto sus beneficios estarán disponibles en todos los ámbitos de la industria.
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Alejandro Pimienta cursó Tecnología Informática y Sistemas en la Universidad Iberoamericana. Gerente de sistemas en Comfort Flex, se especializa en la instalación, monitoreo y control remoto de equipos HVAC en la nube (Internet).