Intercambiadores de calor aire-aire y aire-agua: comparativa
Para una refrigeración eficiente de los componentes eléctricos, los intercambiadores de calor son la clave. A medida que la transición hacia sistemas de refrigeración y climatización más energéticamente eficientes sigue aumentando para afrontar el cambio climático global, este elemento de los sistemas de climatización se ha convertido en una solución de refrigeración imprescindible en el sector de la automatización y la producción industrial de hoy en día.
Texto: Rittal
Si bien la implementación de un intercambiador de calor ya no es una opción, elegir qué tipo es el que mejor se adapta a las diferentes necesidades de climatización suscita un gran debate. Los intercambiadores de calor aire-aire y aire-agua presentan unas ventajas y unas propuestas de valor únicas según el contexto, la aplicación, las especificaciones de la instalación y la arquitectura general de tu sistema industrial o de producción.
Intercambiadores de calor aire-aire
Los intercambiadores de calor aire-aire son el tipo de intercambiador más común. Funcionan utilizando la diferencia entre la temperatura interna más caliente de un rack y la temperatura más fría del aire ambiente. Los ingenieros pueden implementar intercambiadores aire-aire en una amplia variedad de entornos industriales, incluidos los de automoción, alimentación y bebidas, comercio minorista y logística.
Los intercambiadores aire-aire tienen aplicación en una amplia variedad de entornos industriales, incluidos los de automoción, alimentación y bebidas, comercio minorista y logística
Además, estos intercambiadores pueden utilizar los patrones de circulación del aire existentes mediante convección o aire forzado y no requieren accesorios ni equipos adicionales. Para mejorar aún más su flexibilidad, utilizan la circulación de aire dentro de un rack o pueden conectarse a los sistemas de conductos o de aire acondicionado, ventilación y calefacción existentes.
Los intercambiadores de calor aire-aire también se enfrentan a algunas limitaciones, principalmente en lo que respecta al clima y las condiciones ambientales en las que se pueden utilizar con mayor eficacia.
Los avances en los intercambiadores aire-aire de Rittal han optimizado su funcionalidad en climas que alcanzan temperaturas muy bajas, de hasta -25 °C
Por ejemplo, si la diferencia entre las temperaturas interior y exterior es demasiado grande, se puede reducir significativamente la capacidad de refrigeración y de ahorro de energía del intercambiador. Sin embargo, la buena noticia es que los recientes avances en los intercambiadores aire-aire de Rittal han optimizado esta funcionalidad en climas que alcanzan temperaturas muy bajas de hasta -25 °C. Algunos de estos avances incluyen:
- Una mejora de los filtros para una mayor variedad de ambientes en las instalaciones
- Controles de termostatos digitales para supervisar y reaccionar mejor a las condiciones climáticas
Estos factores hacen que los intercambiadores de calor aire-aire sean útiles en aplicaciones en las que sería difícil instalar tuberías para la refrigeración líquida, en las que los patrones de circulación de aire y la disposición de los equipos existentes ya permiten una refrigeración eficaz, o situaciones con unas cargas térmicas moderadas. Los ingenieros de sistemas de aire acondicionado, ventilación y calefacción pueden instalar intercambiadores de calor aire-aire con rapidez, lo que reduce el plazo de entrega, el coste y el potencial de interrupción en toda tu cadena de valor.
A pesar de todas las ventajas y aplicaciones de los intercambiadores de calor aire-aire, éstos siguen siendo menos eficientes en comparación con los intercambiadores aire-agua debido a un par de factores clave.
Intercambiadores de calor aire-agua
La razón principal por la que, en general, los intercambiadores de calor aire-agua son más eficaces que sus equivalentes de aire-aire es que, simplemente, el aire no es tan eficaz para transferir el calor como el agua. Los intercambiadores de calor aire-agua utilizan el mismo principio de diferencia de temperatura para proporcionar calefacción o refrigeración, sin embargo, alteran la temperatura del aire interno forzando el aire para que salga a través de los serpentines de agua.
Los intercambiadores de calor aire-agua tienen costes de instalación más elevados y el tiempo de integración es mayor
La mayor eficiencia de la transferencia térmica con intercambiadores aire-agua mediante la introducción de agua reduce significativamente tanto el consumo energético como los costes de una forma en que los intercambiadores aire-aire simplemente no pueden igualar. Esta considerable reducción en el uso de energía y el coste operativo se demuestra mejor en contextos industriales o de fabricación con grandes cargas térmicas, como una aplicación de servidor de TI central o una planta de producción de automóviles donde ya hay un suministro de agua constante.
Pero al igual que con los intercambiadores aire-aire, los intercambiadores aire-agua también implican determinadas obligaciones o situaciones en las que puede que la implementación no sea tan eficaz. Mientras que los intercambiadores de calor aire-aire son más fáciles de integrar en la infraestructura existente, los intercambiadores aire-agua necesitan acceso al agua, por lo que requieren tuberías y un suministro de agua fiable o un sistema de recirculación. En la mayoría de los casos, esto significa integrar bombas, válvulas y otros accesorios para el flujo de agua.
De modo que los ingenieros de planta y los integradores de sistemas deben sopesar un par de factores clave al plantear un sistema de intercambiador de calor aire-agua:
- Unos costes de instalación elevados, lo que requiere un cálculo de dichos costes en relación con la vida útil y los ahorros a largo plazo que proporciona el intercambiador aire-agua.
- Un mayor tiempo de instalación e integración.
¿Qué intercambiador de calor es el más adecuado?
Al igual que con cualquier decisión importante en la vida, el contexto es importante: el entorno, los desafíos y las oportunidades por delante, y los objetivos y parámetros establecidos. Por supuesto, esto también es válido para decidir qué intercambiador de calor es el más adecuado para cumplir con los objetivos comerciales y el panorama industrial.
La decisión final equilibrará los costes de instalación y operativos, la capacidad de refrigeración objetivo y las cargas térmicas. Los intercambiadores de calor aire-aire pueden ponerse en marcha con rapidez y los ingenieros pueden integrarlos fácilmente en muchos tipos diferentes de aplicaciones. Por otro lado, los intercambiadores de calor aire-agua ofrecen una mayor eficiencia y pueden adaptarse a aplicaciones con una mayor demanda de energía, pero requieren la instalación de tuberías y un flujo de agua, que puede que no siempre estén disponibles.
