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Energy efficient heat exchangers for HVAC applications

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Sistemas HVAC de eficiencia energética para edificios

Los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) constituyen aproximadamente el 35 % de la energía consumida en edificios comerciales y residenciales, Las nuevas nanotecnologías desarrolladas en un proyecto financiado por la UE deberían reducir significativamente el consumo energético de los sistemas HVAC.

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Teniendo en cuenta que la mayor parte de la energía la consumen los sistemas de calefacción, el consumo eléctrico podría reducirse considerablemente mejorando la eficiencia energética de los sistemas HVAC. El proyecto financiado por la UE ENE-HVAC (Energy efficient heat exchangers for HVAC applications) utilizó tecnologías innovadoras que ayudan a lograr una eficiencia de transferencia de calor notablemente mayor en los intercambiadores de calor y también un ahorro de energía de hasta el 50% en el consumo total de energía de un sistema HVAC. El proyecto puso en práctica tres nuevos enfoques tecnológicos a fin de mejorar la transferencia de calor y su transporte en todo el sistema HVAC. Recubrimientos nanotecnológicos limitan la formación de hielo en estos sistemas; superficies nanoestructuradas aumentan la transferencia de calor en los sistemas de refrigeración; y nanofluidos aumentan la eficiencia de los sistemas de salmuera. Los socios alcanzaron los ambiciosos objetivos del proyecto al mejorar la eficiencia en todas las partes de un sistema HVAC. Las tecnologías utilizadas potenciaron la eficiencia de los intercambiadores de calor en sus lados aire y líquido, incluidos los condensadores/evaporadores, los sistemas de recuperación de calor y el sistema de transporte térmico, logrando así un funcionamiento más eficiente en el conjunto del sistema. Para minimizar los efectos nocivos para el clima, el proyecto ENE-HVAC utilizó refrigerantes naturales como dióxido de carbono y amoniaco en lugar de clorofluorocarburos e hidrofluorocarbonos. La formación de escarcha sobre la superficie de los intercambiadores de calor plantea un gran impedimento para conseguir la eficiencia energética. Se requiere un descongelamiento periódico por calentamiento, lo que consume energía. Aproximadamente el 13 % del consumo total de energía de una bomba de calor se debe a la descongelación periódica a temperaturas ambiente inferiores a 7 °C. ENE-HVAC desarrolló sistemas de recubrimiento superhidrofóbicos para retardar la formación de hielo en superficies enfriadas. Las pruebas en superficies de sistemas de intercambiador de calor a escala completa mostró un retraso notable de la formación de hielo. Las superficies nanoestructuradas creadas depararon un aumento del 15 % en la transferencia de calor de los refrigerantes en los intercambiadores de calor gracias a un aumento de la eficiencia de condensación. Las tecnologías innovadoras desarrolladas en el seno del proyecto ENE-HVAC contribuyen a reducir a la mitad el consumo energético en comparación con las empleadas en los sistemas convencionales disponibles en el mercado. Los logros del proyecto deberían aportar ventajas competitivas a la industria europea en materia de tecnologías de ahorro energético.

Palabras clave

Eficiencia energética, HVAC, edificios, ENE-HVAC, intercambiadores de calor, transferencia de calor

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