El aire acondicionado es uno de los mayores consumidores de energía de un edificio y, además, suele funcionar con refrigerantes que distan mucho de ser respetuosos con el medio ambiente. En el marco del Programa de Financiación de Apoyo a Start-ups de I+D para pymes de TÜBİTAK (1507), en Innorma R&D, la empresa emergente de I+D de Solimpeks, desarrollamos un enfriador evaporativo indirecto asistido por energía solar (S-IEC), que en los ensayos alcanzó un COP máximo de 8,92, con 3,12 kW de potencia frigorífica a partir de unos 350 W de potencia eléctrica.
¿Por qué un enfriador evaporativo indirecto?
Un enfriador evaporativo indirecto enfría el aire sin aportar humedad adicional al espacio, una ventaja real, sobre todo en climas húmedos. Mientras que los equipos de aire acondicionado habituales funcionan con refrigerantes químicos como el R134a o el R410a, que contribuyen a las emisiones de gases de efecto invernadero, nuestro sistema utiliza únicamente agua y aire: no hay circuito frigorífico alguno, ni siquiera con opciones naturales como el R290. Un menor consumo de energía que el de los sistemas convencionales es la otra mitad de la propuesta.
¿Cómo diseñamos los prototipos?
Empezamos por lo fundamental: diseño conceptual, bocetos y modelos matemáticos, incluidos diagramas psicrométricos para entender cómo funcionaría la cámara de humidificación. Ansys Designmodeler, Ansys Meshing y Ansys Fluent se encargaron de los análisis detallados de flujo y térmicos, lo que nos permitió experimentar virtualmente con distintas configuraciones. Un resultado claro: para nuestro diseño, una configuración a contracorriente ofrecía, en general, un mejor rendimiento de intercambio de calor.
Después llegó la construcción. Al explorar dos enfoques ligeramente distintos surgieron dos versiones diferenciadas, el prototipo A y el prototipo B, cada una con sus propias técnicas de fabricación. Esta fase incluyó además la adquisición de componentes, la puesta a punto de la cámara de humidificación y la determinación cuidadosa de la ubicación de las sondas para obtener datos precisos.
¿Qué mostraron los ensayos?
Ambos prototipos se sometieron a amplios ensayos en una sala de clima controlado que simulaba diversas condiciones ambientales, incluidas las extremas. El prototipo A mostró, en general, mayor rendimiento, lo que se tradujo en un COP más alto; el prototipo B destacó en condiciones de temperatura más elevada, con saltos térmicos mayores. Cada diseño tiene puntos fuertes propios, algo útil para asignar cada uno a las aplicaciones en las que mejor rinde.
El resultado principal: un COP máximo de 8,92, es decir, aproximadamente 3,12 kW de potencia frigorífica con unos 350 W de consumo eléctrico.
¿Puede funcionar íntegramente con energía solar?
Sí: ese era el objetivo de nuestro análisis en profundidad de la integración fotovoltaica, que abarcó tanto el rendimiento como la rentabilidad económica. Unos 780 Wp de potencia fotovoltaica, junto con un sistema MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia) y un inversor, deberían bastar de sobra para cubrir el consumo energético anual del enfriador. Esto apunta a un alto potencial de comercialización, especialmente en aplicaciones aisladas de la red, y significa que el proyecto alcanzó todos los objetivos principales que nos habíamos fijado.
¿A quién va dirigido el S-IEC?
El diseño de alto rendimiento y apoyo solar es adecuado para sectores con una elevada demanda de refrigeración en los que la independencia energética es importante: entornos industriales como fábricas, talleres, la industria del automóvil y del metal y la construcción naval; y espacios públicos o comerciales como centros comerciales, cines, restaurantes, universidades, centros culturales, lugares de culto, hospitales y viviendas. Los entornos especializados (invernaderos, explotaciones ganaderas y centros de datos) son un ámbito de aplicación crítico, en el que resultan esenciales un control climático preciso con un aumento mínimo de la humedad y un bajo consumo de energía.
Las regiones estratégicas son los países en los que predomina el clima mediterráneo, entre ellos Turquía y las naciones europeas, además de toda la región MENA: altas temperaturas y humedad, abundantes recursos solares ideales para el funcionamiento con apoyo fotovoltaico, una necesidad de refrigeración durante casi todo el año y transiciones activas hacia las tecnologías de energía renovable y limpia.
Un mañana más fresco y más verde
Concluir los ensayos supone un gran paso adelante. Este proyecto no trata solo de un enfriador; trata de ampliar los límites de la eficiencia energética y la responsabilidad medioambiental: grandes ahorros de energía y una elevada potencia frigorífica con cero refrigerantes químicos.
