En la actualidad, los equipos HVACR vienen en diferentes tamaños, formas y configuraciones. La mayoría de ellos siguen consumiendo vastas cantidades de energía, lo que ha impulsado a la industria a promover estrategias de sostenibilidad y eficiencia
Redacción
Mantener el confort en el interior de las edificaciones ha sido una preocupación desde tiempos antiguos. Las construcciones monumentales de la civilización Maya, Olmeca, Inca o cualquier otra no sólo impactan por su belleza, sino porque su diseño refleja un amplio conocimiento de las envolventes y las condiciones térmicas de la región.
En la actualidad, uno de los principales retos para los edificios es reducir las temperaturas y así proporcionar un mayor confort a los usuarios. Al día de hoy, la climatización mecánica mediante aires acondicionados (AA) es la herramienta más eficaz para ello; su uso no sólo proporciona frescura, sino una mejor Calidad del Aire Interior. Aunque las tecnologías mecánicas de enfriamiento tienen su antecedente desde el siglo XIX, la invención de estos sistemas data de principios del XX.
Los equipos HVAC tuvieron su auge en Estados Unidos, durante las décadas de 1950-60, pero con el tiempo se han convertido en un servicio indispensable en zonas urbanas, tanto en los países industrializados como en los subdesarrollados; desde las redes de energía para refrigerar edificios grandes, hasta los pequeños locales comerciales y el sector residencial.
Fuente: The future of cooling (2017), publicado por la Agencia Internacional de Energía
Frío mediante electricidad
Hoy en día, la industria HVACR cuenta con una amplia gama de soluciones y sistemas para satisfacer la creciente demanda del mercado. La mayoría de los AA funcionan con electricidad, aunque también pueden ser alimentados con gas natural, calor residual o energía solar directa, sobre todo cuando se trata de sistemas con dimensiones más grandes.
El estudio The future of cooling (2018), elaborado por la Agencia Internacional de Energía (AIE), destaca que el aumento en la demanda de sistemas de enfriamiento ya está teniendo un gran impacto en los centros de alimentación de energía, ya que la mayoría de las necesidades de climatización y refrigeración se satisfacen con ventiladores y equipos eléctricos. En particular, el aumento de las cargas de aire acondicionado aumenta no solo la demanda total de energía eléctrica, sino también las cargas máximas de electricidad.
El reporte de la AIE señala que el sector HVACR representó alrededor del 13 por ciento del crecimiento general de la demanda de energía eléctrica entre 1990 y 2016, y el 22 por ciento del aumento en el uso de electricidad tan sólo en edificios.
La climatización puede representar una gran parte de la demanda máxima de energía, especialmente durante los períodos de calor extremo. La necesidad de enfriamiento típicamente salta ante una ola de calor, lo que impone mayores presiones y exigencias a los sistemas eléctricos, cuya fiabilidad puede verse menoscabada aún más por el sobrecalentamiento de los equipos, lo que a su vez aumenta el riesgo de interrupciones en el suministro de electricidad.
En algunos lugares de Estados Unidos, por ejemplo, el aire acondicionado puede representar más del 70 por ciento del consumo de electricidad residencial durante los días extremadamente calurosos. Incluso en áreas donde el uso de sistemas de climatización está menos extendido, como en gran parte de Europa occidental, las olas de calor pueden incrementar drásticamente el consumo de energía.
En 2016, la AIE estimó que la refrigeración artificial representó alrededor del 10 por ciento de la demanda total de electricidad promediada en todos los países. Las tasas de crecimiento más altas entre 1990 y 2016, se registraron en Estados Unidos, con 16 por ciento; Medio Oriente, con 15 por ciento; México, con 14 por ciento, seguido de Japón, con 10 por ciento (ver gráfica).
En la mayoría de los países con una necesidad importante de enfriamiento estacional, como los de Oriente Medio, la contribución del aire acondicionado a la demanda máxima de electricidad es marcadamente más alta que el consumo total durante todo el año. En Arabia Saudita, por ejemplo, los sistemas HVAC representan un asombroso 70 por ciento de la demanda total de electricidad, con un consumo en el verano dos veces mayor que durante los meses más fríos del invierno. Obviamente, la eficiencia de los equipos tiene un gran impacto en estas cifras. El análisis de la AIE sugiere que una mejora de 30 por ciento en el rendimiento global de los sistemas de climatización, para 2030, reduciría la carga máxima de electricidad, lo que equivale a 710 centrales de carbón de tamaño mediano.
Un sistema para cada aplicación
Actualmente, el mercado ofrece diferentes modelos de equipos HVAC, desde unidades tipo paquete y minisplits, con o sin ductos, hasta sistemas portátiles o estacionarios, etcétera, cada uno de ellos con diferentes necesidades de consumo de energía y niveles de eficiencia. De igual modo, se puede optar por ventiladores de velocidad variable o fija, lo mismo para el inversor, motor del compresor o distintos tipos de refrigerantes; incluso se pueden elegir los métodos de transferencia de calor, ya sea por evaporación o condensación.
Otros sistemas brindan la opción de calefacción mediante bombas de calor reversibles, las cuales invierten el ciclo de refrigeración. Su funcionamiento es simple: cuando la bomba de calor está en modo de calefacción, el serpentín del evaporador simplemente cambia los roles y se convierte en serpentín del condensador, produciendo calor; mientras que la unidad del condensador se convierte en el evaporador, descargando aire frío hacia el exterior. Las bombas de calor resultan ser mucho más eficientes que los calentadores de resistencia eléctrica estándar o las calderas de combustión.
El rol crucial del técnico
La elección de cada sistema está determinada por diversos factores, desde los costos de instalación, la facilidad de su operación y mantenimiento, hasta la cantidad de espacio que se debe refrigerar, consideraciones estéticas, entre otros. Por ello, es necesario determinar cuál de las muchas opciones en la industria conviene más a nuestros intereses; por ejemplo, si se están buscando buenos resultados de eficiencia energética, la elección no puede estar limitada por el precio. En estas circunstancias, el técnico debe orientar al cliente para que elija la opción más sustentable y explicarle que, aunque la inversión inicial sea a un alto costo, en el futuro se pagará sola con los ahorros que genere.
También es importante que el técnico observe las condiciones del lugar de instalación; físicas, estéticas y climáticas, de este modo, podrá ofrecer una solución que satisfaga las necesidades de cada cliente de forma adecuada.
El papel del técnico como guía en el proceso de elección es indispensable, ya que a través de sus conocimientos es que se puede hallar la opción más eficiente y sustentable para cada caso, y así tener la seguridad de que, al tiempo que nos refrescamos, cuidamos al medioambiente.
Los AA vienen en todas las formas y tamaños
Además de la eficiencia, la elección de cada sistema depende de diversos factores, como costos de instalación, facilidad de operación, el espacio que se debe refrigerar o consideraciones estéticas, entre otros
