7. Conclusiones y líneas futuras

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1 7. Conclusiones y líneas futuras 7.1 Análisis de los catálogos técnicos La finalidad que tiene el catálogo técnico de una máquina enfriadora, es la de dar una herramienta de selección del equipo que mejor se ajuste a nuestras necesidades. A lo largo de nuestro proyecto se ha puesto de manifiesto la complejidad que supone su entendimiento y correcto manejo a causa de las limitaciones que presentan los catálogos e incluso, en ocasiones, la falta de credibilidad que presentan. La problemática asociada a la selección de sistemas centralizados de aire acondicionado afecta a un problema mucho mayor que es la eficiencia en la climatización de edificios que cobra mayor importancia cada vez, debido, tanto al aumento del número de equipos instalados, como al encarecimiento de la electricidad a causa del agotamiento de los recursos naturales. En general, los catálogos técnicos se caracterizan por su irregularidad. Incluso para el mismo fabricante, en ocasiones, los catálogos de algunos modelos son de una calidad muy superior a la de otros modelos del mismo fabricante sin razón aparente. Podemos afirmar que muchos de ellos no están bien estructurados, no aportan la información adecuadamente o ésta es insuficiente y dentro de una misma gama puede ser que para un modelo se aporten distintos datos que para otro. Las unidades, frecuentemente se dan de distinta forma; así se pueden ver pérdidas de carga en m.c.a, kpa o mh 2 O o caudales que en algunos catálogos se dan en m3/h y en otros en l/s. Algo muy práctico, que no se cumple, sería que todos los fabricantes empleasen la misma nomenclatura. Otro ejemplo, es que todos los catálogos aportan las capacidades frigoríficas y/o caloríficas pero no siempre definen qué capacidad frigorífica están dando: si la capacidad frigorífica que certifica Eurovent o la capacidad frigorífica total. Un problema muy generalizado reside en la potencia absorbida, que suele aparecer en casi todos los catálogos, pero en muchos de ellos solamente incluye la potencia que absorbe el compresor (aunque sean equipos certificados) en lugar de la potencia total absorbida por la unidad e incluso se dan casos en que la potencia absorbida se da como la corriente en Amperios absorbida por el compresor. De hecho, el problema suele ser que ni si quiera sabe qué potencia absorbida es la que nos están dando. En definitiva, cada marca comercial es la que decide que dato ofrecer o no en sus catálogos. 255

2 Incluso, para casi todos los fabricantes nos encontramos con que en algún catálogo, no se nos están dando las capacidades en condiciones nominales. Respecto a las tablas de capacidades fuera de las condiciones nominales de temperatura, muchos catálogos aportan datos de capacidad frigorífica, consumo y EER o COP, para distintas temperaturas de salida del agua fría y distinta temperatura ambiente para enfriadoras condensadas por aire o distintas temperaturas de entrada al condensador para enfriadoras condensadas por agua. Sin embargo, esto es algo que no sigue ningún criterio; de nuevo el mismo fabricante en ocasiones ofrece estos datos y en otras ocasiones no, e incluso dentro de la misma serie de productos, para algunos modelos, se ofrecen estos datos y para otros no. El principal problema en estas tablas es que los puntos de temperatura en los que se dan los datos de los catálogos, no son iguales para los distintos fabricantes. Que sean iguales en las condiciones nominales permite comparar los equipos en funcionamiento nominal, pero si el equipo va a trabajar en otras condiciones, resultará imposible saber mirando los catálogos, cuál será el más interesante, y habrá que interpolar para poder hacer estas comparaciones. Además, la amplitud de los intervalos de temperatura tampoco se mantiene. Ni siquiera para un mismo fabricante se dan los mismos intervalos o incrementos de temperatura, con lo cual, se complica muchísimo el estudio de un equipo fuera de las condiciones nominales. Todo esto da idea de la necesidad de la normalización de la información técnica que se da en los catálogos. Es fundamental que se completen las tablas de datos y que en ellas se den los mismos parámetros, que estos datos estén completamente definidos en los catálogos, que se den en las mismas unidades y que se den en los mismos puntos. Esto haría que se crearan unas tablas estándar, donde se dieran los mismos datos para todos los equipos, hallados a las mismas condiciones y en los mismos puntos. El problema es que no existe ninguna normativa de obligado cumplimiento que indique para un tipo concreto de equipos cuál es la información que debe darse y de qué manera debe darse. De hecho, se ha analizado la UNE- EN 14511, concluyendo que esta normativa podría considerarse una guía de recomendaciones, pero es poco exigente y no sirve como normalización o estandarización, sobretodo, debido a que muchos aspectos quedan poco definidos o son ambiguos. A pesar de sus defectos, consideramos que constituye una base legal imprescindible para el mercado del aire acondicionado en Europa. 7.2 Programas de certificación de enfriadoras Los fabricantes normalmente realizan pruebas de sus equipos y muestran los resultados en sus catálogos. Sin embargo, estos valores quizá ofrezcan poca credibilidad sin una verificación, de ahí la utilidad de un Programa de Certificación como Eurovent. 256

3 El Directorio de productos certificados de Eurovent da información de la eficiencia y características de los equipos en el mercado de la UE. La intención es llegar más lejos y dar la información de la eficiencia a carga parcial. Aunque actualmente todavía es voluntario, de hecho, para muchos equipos en el Directorio, ya se nos da el ESEER, que es el factor que realmente influye en el consumo eléctrico del equipo. Una forma muy útil de simplificar la forma de exhibir los datos de eficiencia de los equipos es, mediante el uso de un sistema de etiquetado de eficiencia energética. Actualmente el Programa de Certificación de Eurovent ya cuenta con un etiquetado energético para enfriadoras con el objeto de simplificar la selección de las mejores unidades, aunque todavía la clasificación es totalmente voluntaria, y no está relacionada con ninguna directiva europea. La implantación del ESEER motivará, la revisión de la clasificación energética de las enfriadoras a carga parcial. De la representación realizada de los datos del Directorio de Eurovent de los fabricantes bajo estudio se concluye que: Observando la distribución del EER como función de la capacidad frigorífica, en función del fluido de condensación, se ve claramente que no hay una dependencia estadística significativa entre el EER y la capacidad frigorífica. El EER promedio calculado es mayor para enfriadoras condensadas por agua que para las condensadas por aire. A pesar de ello, no puede concluirse que esta diferencia sea intrínseca a la enfriadora sino que puede deberse al régimen de temperaturas de las torres de refrigeración que emplean las enfriadoras condensadas por agua. Además, hay que tener en cuenta que los equipos condensados por agua son caros y por tanto, sólo se encuentran para sistemas de gran capacidad. En los sistemas reversibles, el EER promedio es similar al de los sistemas sólo frío. Dentro de las enfriadoras condensadas por aire, el EER promedio es casi independientemente del tipo de compresor, aunque parece que aquellas con compresor de tornillo tienen mejor eficiencia. Una diferencia más acusada se observa para las enfriadoras condensadas por agua con compresor de tornillo, que tienen un EER promedio superior al de los de tipo scroll y éstos al de los alternativos. Sin embargo, debe tenerse en cuenta también que los compresores alternativos son más comunes para menores capacidades de compresión, siendo desplazados poco a poco por los compresores scroll para medias potencias y por los de tipo tornillo, para mayores potencias. Para las enfriadoras condensadas por aire se observa, en general, una mayor eficiencia para las enfriadoras que trabajan con R-134a, que para aquellas que emplean R-410A o R-407C, siendo el de este último siempre el de peor eficiencia, aunque también hay que tener en cuenta que casi el 60% de las enfriadoras lo emplean. 257

4 Para las enfriadoras condensadas por agua, se observa una mayor eficiencia promedio para las enfriadoras que trabajan con R-410A, que representan sólo el 5% de los modelos. Las de mejor EER máximo en este caso trabajan con R-134a, representando el 61% de los modelos. De nuevo el R-407C presenta las peores tasas de eficiencia. Sin embargo, si tenemos en cuenta las capacidades frigoríficas medias, también se observa que el R-134a se emplea para máquinas de mayor tamaño y el R-407C para las de menores potencias, lo cual también afecta a la eficiencia. Observando el COP para las enfriadoras reversibles, se observa una mayor eficiencia para las enfriadoras que trabajan con R-410a, que para aquellas que emplean R-407C, aunque también hay que tener en cuenta que casi el 60% de las enfriadoras lo emplean. Si tenemos en cuenta las capacidades caloríficas medias, de nuevo se observa que el R-134a se emplea para máquinas de mayor tamaño y el R-407C para las de menores potencias. Representando el porcentaje de modelos que pertenecen a cada categoría de eficiencia energética, vemos que la mayoría están situados en la clase D (justo en el medio de la escala) y tan sólo el 5 y 6% pertenecen a las clases A y G respectivamente. Para las enfriadoras condensadas por aire, la mayoría de los equipos pertenecen a la clase D y sólo los equipos con R-407C tienen mayor porcentaje de modelos en la clase E. La mayor parte de los equipos de clase A funcionan con R-134a y sólo existen equipos de clase G en el caso de que funcionen con R-407C. Para las enfriadoras condensadas por agua, la mayoría de los equipos pertenecen a la clase C o D. Los equipos con R-407C tienen mayor el porcentaje de modelos en la clase D y ninguno en las clases A o B. Los equipos que funcionan con R-134a no bajan de la clase C y sólo existen equipos de clase G y F en el caso de que funcionen con R-407C. Dentro de los fabricantes tratados, no existe ningún equipo reversible que trabaje con R-134a ni equipos reversibles de clase energética A y muy pocos dentro de las clases B o D, siendo la mayoría de las clases D o E, pero debe notarse que los criterios de clasificación para las enfriadoras reversibles son más estrictos en modo calefacción que en modo refrigeración. De los datos del ESEER proporcionados en el Directorio de Eurovent para los fabricantes estudiados y comparándolos frente al EER se observa que el EER es una herramienta pobre e insuficiente. En principio, una de las ventajas que tiene la certificación del ESEER de Eurovent, es que no hay necesidad de realizar pruebas de todos los puntos que aparecen en el mapa de eficiencias del fabricante, sino que se reduce a una serie de puntos, resultando una prueba fiable e independiente. El cliente podrá además, calcular interpolando, el ESEER específico para su demanda. Sin embargo, es evidente que, a pesar de que ya se ha comenzado a certificar dicho parámetro, el procedimiento publicado, aún está escasamente definido o simplemente es inviable, en muchos casos, obtener el ESEER a través de los datos que proporcionan los fabricantes o se desconoce la forma de la que se han obtenido dichos datos. 258

5 En el caso de la Certificación ARI por el contrario, sí que se trata en detalle cómo calcular el IPLV e NPLV, siendo este último un parámetro similar al ESEER específico para una demanda concreta: una eficiencia ponderada, para unas condiciones concretas de funcionamiento, fuera de las estándar. Analizando la certificación ARI se ha encontrado especialmente interesante el hecho de que en el mercado norteamericano, para permitirse la venta de un sistema de aire acondicionado, éste debe cumplir un mínimo nivel de eficiencia certificado. Es lo que se llaman MEPS y actualmente es la principal política que motiva el uso de sistemas de aire acondicionado eficientes. Otros países como Australia, Japón, Corea y Taiwán también han adoptado medidas MEPS, de mínima eficiencia energética para los sistemas de aire acondicionado centralizado. Se observó que los catálogos de las enfriadoras de los fabricantes bajo estudio, en EEUU son de una calidad significativamente superior a los del mismo fabricante en España. Disponen de catálogos con una gran cantidad de información, bien organizados y con todo tipo de detalles para cada uno de los modelos de la serie: características técnicas, tablas de capacidades frigoríficas para distintas temperaturas, consumos, tablas de IPLV, recomendaciones de instalación, montaje y operación, ejemplos, software de selección, etc. En definitiva, todo esto induce a pensar, que una normativa más estricta y mejor definida, como la ARI, que además, tiene un apartado relativo a los catálogos técnicos, influye realmente en que la calidad de la información dada por los fabricantes sea superior y más transparente. Por otra parte, esto también exige un nivel de conocimientos elevado para poder comprender la información proporcionada, pero ofrece una herramienta para poder realizar la selección del equipo más conveniente a nuestras necesidades, garantizando una competencia más justa entre fabricantes y sobre todo, poder optar a unos equipos con unos niveles de eficiencia más acordes con las necesidades actuales del mercado. A pesar de ello, las herramientas empleadas por la certificación ARI, también presentan sus limitaciones. Para que se contase con una herramienta realmente representativa y precisa ésta debería tener en cuenta: Valores climatológicos verdaderos Cargas térmicas del edificio Distinguir el caso en que funcione una o varias enfriadoras Horas de operación de cada enfriadora del sistema Lógica de control y descarga de la enfriadora Eficiencia de las bombas y torres de refrigeración 259

6 7.3 Estudio de la información técnica La selección de los equipos sometidos a análisis, se ha realizado en base a poder analizar los tipos de enfriadoras más representativos del mercado y con una potencia frigorífica representativa dentro de cada tipo, aunque inevitablemente, la elección también se ve afectada por la calidad de los datos disponibles en cada caso. Mediante el análisis realizado sobre los datos técnicos de los once modelos de enfriadoras, su representación y la obtención de las tasas de variación porcentual de los parámetros, se han constatado las limitaciones que tienen los catálogos técnicos para poder comparar enfriadoras, ya que a veces no se dan las capacidades en las condiciones nominales, en general los datos no se dan en los mismos puntos de temperatura, los intervalos de temperatura no tienen la misma amplitud y en muchas ocasiones sólo se tiene el consumo del compresor y no el de la unidad, lo que implica que tampoco tendremos el EER o COP verdaderos. En definitiva, sucede que en la mayoría de los casos, las curvas de comportamiento de las enfriadoras representadas realmente no son comparables. En las enfriadoras condensadas por agua, por ejemplo, unas máquinas dan las características en función de la temperatura de entrada al condensador y otras, en función de la temperatura de salida. A menudo se detectan errores en los datos, incluso en equipos certificados, y otras veces, las curvas siguen un comportamiento tan ideal que hace dudar de la bondad de los datos o de los ensayos realizados para su obtención. Del análisis realizado sobre la representación de los datos de los catálogos de las once enfriadoras bajo estudio, se pueden hacer las siguientes afirmaciones: La capacidad frigorífica aumenta con la temperatura de salida del agua del evaporador, ya que esto hace que el salto de temperaturas a la entrada del evaporador aumente. Para enfriadoras condensadas por aire, para una temperatura dada del agua de salida del evaporador, los valores menores de capacidad frigorífica los representan las temperaturas exteriores mayores, ya que un aumento de la temperatura exterior hará que el calor intercambiado en el condensador disminuya y viceversa. Para enfriadoras condensadas por aire, una disminución de la temperatura exterior conlleva una disminución de la potencia consumida, ya que esto conlleva también una disminución de la temperatura de condensación, por lo que el compresor disminuye su relación de compresión y el trabajo de compresión disminuye. 260

7 De forma general, el rendimiento aumenta al aumentar la temperatura de salida del evaporador. Para enfriadoras condensadas por aire, una disminución de la temperatura exterior aumenta el rendimiento, ya que la capacidad frigorífica aumenta y disminuye la potencia absorbida. La influencia de la temperatura de salida del evaporador sobre la variación porcentual de la capacidad frigorífica es mayor que la de la temperatura exterior. Esto se da para todas las enfriadoras en general, y se debe a que la temperatura de evaporación se mantiene dentro de unos márgenes relativamente estrechos, por lo que, un cambio en la temperatura exterior, presentará variaciones más acentuadas. Para enfriadoras condensadas por aire, la potencia absorbida aumenta, si se aumenta la temperatura exterior o la temperatura de salida del evaporador. Para un aumento de la temperatura de salida del evaporador, el incremento de la potencia absorbida es menor que el de la capacidad frigorífica. Para enfriadoras condensadas por agua, la potencia absorbida aumenta tanto si se aumenta la temperatura de salida del agua fría, como la de entrada de agua al condensador. Para un aumento de temperatura de salida del evaporador, el incremento de potencia absorbida es menor que el de la capacidad. Para enfriadoras reversibles en modo calefacción, la potencia consumida por el compresor, aumenta al aumentar la temperatura de salida del agua caliente y lo hace en mucha menor medida que varía al aumentar la temperatura ambiente. Para una misma temperatura de salida del agua caliente, menor potencia consume el compresor cuanto menor es la temperatura de entrada del aire. Para muy bajas temperaturas exteriores, la capacidad calorífica varía muy poco con la temperatura de salida del agua. Las tasas de variación porcentual promedio del EER, respecto a la temperatura de salida del evaporador, son del mismo orden para enfriadoras sólo frío condensadas por aire que para las reversibles y respecto a la temperatura exterior, son superiores para las enfriadoras reversibles. Para enfriadoras reversibles, las tasas de variación porcentual promedio del COP, son del mismo orden que las del EER al aumentar la temperatura de salida del evaporador y algo menores que las del EER al aumentar la temperatura del aire a la entrada. Para las enfriadoras reversibles condensadas por agua, al aumentar la temperatura de salida del agua caliente, la capacidad calorífica disminuye en mucha menor medida que al aumentar la temperatura de salida del agua fría. Para las enfriadoras reversibles condensadas por agua, las tasas de variación porcentual promedio para el EER, son inferiores a las que se dan en las enfriadoras reversibles condensadas por aire. 261

8 Para las enfriadoras reversibles condensadas por agua, las tasas de variación porcentual promedio del COP son del mismo orden que las de las enfriadoras reversibles condensadas por aire. Para el análisis de enfriadoras a carga parcial los datos disponibles de catálogo son aún menores, ya que los fabricantes no suelen aportarlos en sus catálogos. Dentro del análisis a carga parcial, destaca que no hay una unidad de criterios a la hora de definir el factor de carga parcial. Cada fabricante o entidad, toma la referencia que estima oportuna. De hecho, incluso la mayoría de las veces que se dan datos relativos a funcionamiento a carga parcial, ni si quiera se especifica en qué condiciones están medidas estas capacidades frigoríficas. Incluso en los equipos de tipo inverter, se está comenzando a dar un dato de factor de carga parcial referido a la velocidad de giro del compresor a plena carga o a carga parcial que no guarda ninguna relación con la capacidad a carga parcial. Otros fabricantes consideran, que si la unidad tiene dos compresores y sólo está funcionando uno, implica que la unidad trabaja al 50% de su capacidad, lo cual no es cierto. Del estudio a carga parcial, se constata que el EER es un parámetro insuficiente. Es conocido que la máquina, la mayor parte del tiempo funcionará fuera de las condiciones nominales, y esto se demuestra con la representación de los datos a carga parcial. De hecho, en muchos casos, aparentemente, la enfriadora tendrá mejor eficiencia que la que posee respecto a las condiciones nominales, aunque para saberlo con certeza, habría que tener en cuenta también el funcionamiento de la lógica de control de la carga de la máquina. Se observa que las enfriadoras con compresores de tornillo, presentan una eficiencia más ajustada a su valor nominal frente a aquellas con compresor scroll, lo cual resulta coherente ya que estas pueden regular mejor la carga. 7.4 Futuros desarrollos Debe destacarse el interés que tendría realizar un estudio similar, pero disponiendo de datos experimentales o reales de máquinas enfriadoras, tanto fuera de las condiciones nominales de temperatura como a carga parcial. Este estudio se puede mejorar al hacerlo extensible en futuros estudios a otros equipos, como pueden ser, enfriadoras de agua con compresores centrífugos. También sería interesante centrarse en otras tipologías de equipos de climatización, como por ejemplo, equipos inverter o equipos autónomos en funcionamiento a carga parcial. Así mismo sería muy oportuna la elaboración de un modelo de simulación del comportamiento a carga parcial de las máquinas enfriadoras de agua así como de otro tipo de equipos de climatización, mediante el desarrollo de una aplicación informática. 262