En aplicaciones de climatización es común encontrar sistemas que usan 100% aire exterior (ventilación), 100% aire interior (recirculación) o una mezcla de ambas, en este último caso, dependiendo de la aplicación, se pueden aprovechar algunas características de temperatura de aire exterior para generar un ahorro energético. A continuación, explicaremos ventajas y características de cada tipo de aplicación.
100% Aire Exterior
Su característica principal es el uso de aire a condiciones atmosféricas, por ejemplo, en un sistema de climatización solo frío, dónde tenemos aire exterior caliente, podemos asumir que la capacidad requerida para lograr una temperatura de confort será alta y la temperatura de salida del serpentín dependerá también del caudal de aire a tratar.
A continuación, se propone un ejemplo donde podemos ver gráficamente cuanta energía se requiere para enfriar un caudal de aire de 10,000 m3/h con una temperatura de aire exterior de 35°C, si se requiere una temperatura de salida de 18°C, usando agua helada como fluido de enfriamiento.
Con las condiciones previamente descritas, este caudal de aire requiere de 106.9 kW para lograr bajar su temperatura o lo que sería un aproximado de 30TR.
¿Qué pasa cuando existe una mezcla de aire exterior con aire de retorno? la respuesta es que dependerá de la relación de mezcla.
Mezcla de Aire
A mayor cantidad de aire de retorno, se requiere menos energía para obtener el mismo caudal a 18°C. Esto debido a que el aire de retorno es aire previamente tratado y a menos que se use en un entorno industrial, rara vez puede llegar una temperatura superior a los 30°C.
Para nuestro ejemplo vamos a usar 50% de aire de retorno y 50% de aire de retorno con 28°C de temperatura, en este caso es recomendable validar el resultado de las condiciones de mezcla en una gráfica psicrométrica.
Como se puede observar, ahora el aire a la entrada del serpentín tiene una temperatura de 31.5°C, lo que significa que requiere menos energía para ser enfriado hasta los 18°C, como es requerido, ahora son necesarios 72.1 kW, un aproximado de 20.5 TR, una reducción de casi 10TR de refrigeración solo por usar una mezcla de aire 50%-50%.
100% Retorno de Aire
Es comúnmente usado por su gran ahorro de energía, ahora supongamos el mismo caudal de aire, pero con una temperatura de 28°C trabajando como aire de recirculación total.
Como podemos observar, el usar aire de recirculación solo requiere 42 kW (aproximadamente 12TR) para enfriar un caudal de aire de 10,000 m3/h hasta los 18°C.
Es por esto que los sistemas que recirculan aire son los más eficientes energéticamente hablando, pero hay ciertas consideraciones para su uso, ya que en los años recientes y con la necesidad de brindar calidad de aire interior a espacios cerrados, como oficinas o salas de conciertos y cines, donde se encuentran grandes concentraciones de personas, es también donde se generan las mayores concentraciones de CO2, por lo que para nuevas instalaciones se requiere un porcentaje mínimo de mezcla de aire, ya que una alta concentración de CO2 puede ser nociva para la salud de los ocupantes.
Es importante conocer el tipo de uso del espacio a climatizar, ya que esto puede definir si es forzoso usar un sistema 100% aire exterior o si es posible usar un sistema con recirculación total de aire.