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Eficiencia energética y máxima adaptación al uso específico en la climatización de supermercados

David de la Merced (Johnson Controls Hitachi Air Conditioning Europe)

Eficiencia energética y máxima adaptación al uso específico en la climatización de supermercados

Los supermercados son espacios singulares en los que el sistema de climatización tiene por un lado un peso elevado en el consumo de energía y por tanto en el coste de operación, y, por otra parte, puede presentar interacciones con la construcción, y con otras instalaciones técnicas como la refrigeración comercial, tan importante en este tipo de usos.

Los supermercados tienen extensos horarios de apertura, permanentes entradas y salidas de personas y grandes espacios climatizados, lo que supone una carga de climatización elevada tanto en invierno como en verano. Adicionalmente, por el nivel de ocupación puede ser necesario aportar una gran cantidad de aire exterior para la ventilación (y por cierto, dado que la ocupación presenta una gran variabilidad, se hace más que interesante contemplar sistemas de caudal variable de aire de ventilación). Por el contrario, las ganancias térmicas por aportación solar son mínimas al existir poca o ninguna fachada acristalada, y la compartimentación es mínima, lo que facilita en alguna medida el proyecto de climatización.

Por otra parte, aunque no es lo más habitual, en algunos casos se emplean cámaras y expositores frigoríficos que descargan el calor del equipo frigorífico directamente al ambiente interior, y en esos casos es muy importante contabilizar las ganancias de calor aportadas por estos sistemas, que apoyarán al sistema de climatización en invierno, pero deberán ser neutralizadas por éste en verano. Vemos, pues, que la climatización en supermercados presenta determinadas peculiaridades únicas, por lo que vale la pena dedicar tiempo a hacer un planteamiento general de la tipología de instalación más apropiada tras considerar diversas instalaciones alternativas, con sus pros y contras. Y después dedicar también tiempo a la redacción de un proyecto que contemple todas las singularidades y características específicas de la aplicación en supermercados.

Ubicación de las unidades interiores del sistema de climatización

Por la tipología de los espacios interiores de los supermercados, en general hay sitio más que suficiente para colocar las unidades interiores de climatización, colgadas del techo y sobre el falso techo (si es que lo hay). Solo en algunos casos, en locales comerciales antiguos, nos podemos encontrar descuelgues de vigas, desniveles, recovecos y espacios con peores accesos, que podrían limitar las opciones al elegir la tipología de las unidades, y la distribución de tuberías y conductos. En general, en supermercados es muy habitual recurrir a unidades de conductos, de mayor o menor capacidad según sea la preferencia del diseñador, conectadas a redes de conductos de impulsión y en su caso de retorno (es una práctica común y perfectamente válida dejar el
retorno libre y, si existe falso techo, utilizar el espacio entre dicho falso techo y el forjado como plenum de retorno).

Pero también es muy común hacer uso de las unidades de tipo cassette, que tienen algo más de coste que las de conductos, pero con las que en cambio no necesitamos realizar una instalación de conductos, lo que equilibra el presupuesto, y reduce el tiempo de instalación, configuración y puesta en marcha. En algunos casos encontramos combinaciones de ambos tipos de unidades: conductos en la zona de ventas, y cassettes en la línea de cajas y en cuartos de trabajo y almacén. En general se trata de una cuestión de preferencias, estética y, a veces, de mera conveniencia en obra. Quizás el criterio más decisivo es la altura de colocación de las unidades: existen unidades de cassette que funcionan perfectamente con alturas de instalación de hasta 3,5 m; para alturas superiores conviene considerar unidades de conductos con difusores que garanticen el alcance necesario.

En nuestro caso, considerando válidas ambas soluciones, consideramos que, siempre que sea posible instalarlas, las unidades de cassette resuelven con solvencia la instalación de climatización en los supermercados, con eficiencia, buen nivel de confort, buena distribución de aire y rapidez y flexibilidad en la instalación. Por cierto también facilitan las reformas y modificaciones.

En supermercados es más habitual que en otras aplicaciones encontrar conductos textiles, particularmente en espacios regulares de gran tamaño. Este tipo de conductos presenta ventajas en términos de difusión y reparto de aire, pero se adapta peor a locales comerciales de altura más reducida.

Mantenimiento y colocación de las unidades interiores

Ya sea que optamos por múltiples unidades de conductos repartidas por el local, o bien por unidades de cassette, es importante tener en cuenta que en tales casos el mantenimiento periódico de filtros, y cualquier otra intervención sobre las unidades interiores, se ha de hacer “invadiendo” la superficie de ventas. Aunque por la sencillez de estos equipos, cualquier intervención suele ser bastante rápida y poco intrusiva, en todo caso es importante prever los huecos correspondientes si tenemos falso techo continuo en el local. Si el falso techo es modular y desmontable, el acceso queda garantizado en todo momento, aunque nos marcará más la posición de las unidades de cassette y los difusores y rejillas.

En caso de que se decida instalar unas pocas unidades de conductos de gran tamaño, es recomendable ubicarlas en espacios no ocupados, como cuartos técnicos o almacenes, dado que suelen tener un nivel de emisión de ruido más elevado, principalmente como consecuencia del mayor caudal de aire que mueven. Por otra parte, tener las unidades “recogidas” en un cuarto técnico permitirá realizar el mantenimiento y las reparaciones necesarias, sin interferir en la zona de ventas. No obstante, debemos decir que nuestra preferencia es instalar un número mayor de unidades pequeñas, dado que reducimos el coste de conductos, así como el espacio requerido por estos, y también el ruido del aire en movimiento. Como ventaja adicional, en caso de fallo de una unidad perdemos el servicio de forma limitada, en una zona concreta y no en toda la tienda.

Atención en cualquier caso a la suportación: en las unidades de conductos se debe respetar una ligera pendiente para facilitar la evacuación de condensados de la bandeja. Y, en todos los tipos, se han de utilizar las varillas y tacos antivibratorios adecuados al peso y características de cada equipo. Ya sea que la instalación se plantea mediante unidades de conductos o de cassette, la distribución de los puntos de impulsión de aire se ha de planificar de la forma más conveniente, adaptando la ubicación de cada punto a las características geométricas del local y teniendo en cuenta los alcances disponibles con los equipos de difusión seleccionados, de forma que se garantice un adecuado reparto del aire y un tratamiento homogéneo en todo el volumen climatizado.

Para ello es muy útil tener en cuenta las características de difusión de las unidades de tipo cassette o, en su caso, de los difusores que se instalen. Precisamente esto nos lleva a un punto de gran relevancia en un supermercado: es importante revisar las posibles interferencias entre la climatización y la refrigeración comercial, especialmente cuando los expositores refrigerados no cuentan con puertas de cierre, sino que confían la separación entre el aire refrigerado y el ambiente a una cortina de aire: en estos casos, se ha de cuidar la ubicación de los elementos difusores de air e de la instalación de climatización, de forma que se evite que el chorro de aire incida directamente sobre los expositores, lo que podría alterar la eficiencia de la cortina de aire y perjudicar la conservación de los alimentos refrigerados.

Hay un último punto que conviene tener en cuenta, y es el control de la humedad del ambiente. En algunas zonas del supermercado (frutas y verduras) se trata de mantener una humedad relativa alta; en estas zonas, sería conveniente poder ajustar las unidades de climatización.

Emplazamiento de las unidades exteriores de climatización

Con respecto a las unidades exteriores, tampoco suele suponer problema alguno encontrar la ubicación más adecuada cuando se trata de supermercados situados en edificios exentos o integrados en centros comerciales. En cambio, en los supermercados establecidos en locales a pie de calle la cuestión es bien diferente, puesto que es más difícil contar con acceso a una terraza, cubierta, patio trasero u otro espacio donde ubicar las unidades exteriores. En algunos casos, no solamente será la falta de espacios apropiados, sino también la normativa local, la que haga que tengamos que esforzarnos más para tratar de encontrarles un hueco a las unidades exteriores.

Desde luego, lo anterior es lo ideal, pero si no es posible ubicar las unidades en cubierta, debemos plantearnos la instalación en un cuarto técnico interior, conduciendo el caudal de aire de descarga y aspiración de dichas unidades al exterior por medio
de los correspondientes conductos. Para ello, es necesario que los ventiladores de dichas unidades exteriores cuenten con presión estática disponible, y que sea suficiente para vencer la pérdida de carga calculada en conductos, rejillas y otros posibles elementos como silenciadores, compuertas, codos, etc. En montaje en interior de las unidades exteriores se debe tener en cuenta también la recogida del agua que puede condensarse en las baterías en invierno, mediante una bandeja y las tuberías de desagüe correspondiente, o bien impermeabilizando el suelo y dotándolo de un pendienteado y el sumidero correspondiente.

En caso de que la presión disponible no sea suficiente, cabe la posibilidad de añadir un ventilador complementario instalado en obra, aunque en estos casos es bueno saber que existe un tipo especial de unidades exteriores con presión disponible, que denominamos “unidades centrífugas”, que cuentan, como su nombre indica, con un ventilador de tipo centrífugo que ofrece un nivel superior de presión estática y permite instalaciones con conductos más largos y mayor pérdida de carga. Además, este tipo de equipos están diseñados para su instalación suspendidos del techo, sin ocupar espacio en planta, con lo que se puede recuperar el espacio del cuarto técnico para otros usos.

Conveniencia de los sistemas V.R.F. con recuperación de calor. Producción de a.c.s.

Una característica de los sistemas de climatización V.R.F. es que con los equipos y la instalación adecuados es posible atender de forma simultánea demanda de calefacción en unas zonas mientras se atiende demanda de refrigeración en otras. Esto se verifica mediante el “transporte” del calor sobrante en las estancias que necesitan ser refrigeradas, a las estancias que han de ser calefactadas, con el consiguiente ahorro de energía, y la satisfacción de un mayor número de usuarios. Con los equipos adecuados, el calor recuperado en las zonas que demandan refrigeración, se puede utilizar también para la preparación de agua caliente sanitaria, aprovechando una energía “residual” que de otro modo se desecharía en forma de calor intercambiado con el aire ambiente exterior.

La tecnología se conoce como “V.R.F. recuperación de calor”, y es ampliamente utilizada en muchas aplicaciones comerciales y residenciales, con gran éxito. Dado que existe una pequeña inversión adicional para poder configurar instalaciones aptas para funcionar como sistemas tipo “recuperación de calor”, a la hora de tomar la decisión de optar por ellas es fundamental determinar si se verificarán efectivamente y de forma habitual circunstancias de demanda simultánea de refrigeración y calefacción, o de refrigeración y producción de a.c.s., o ambos.

Consideraciones sobre sistemas combinados de refrigeración y climatización

Si bien en algunos casos la falta de espacio disponible en los supermercados (particularmente en aquellos ubicados en locales a pie de calle (hace deseable reducir el número de equipos y a la vez favorecer el aprovechamiento del calor residual, también es cierto que muchas propiedades, con criterios de seguridad, independencia y redundancia, plantean dudas a la utilización de los sistemas combinados de climatización y refrigeración comercial.

En un sistema de calefacción mediante fancoils por agua caliente producida por recuperación de calor de la central frigorífica, apoyada por bombas de calor aerotérmicas de alta eficiencia, que a su vez atienden las necesidades totales de refrigeración en verano, se recupera calor de condensación de la central frigorífica, calentando agua que se deriva a una red de fancoils con los que se calefactan los espacios ocupados del supermercado en invierno. Una o varias bombas de calor aerotérmicas de alta eficiencia gobernadas en cascada entran en apoyo de la recuperación de calor cuando la potencia recuperada no es suficiente o cuando las condiciones climáticas exigen un mayor aporte de calor para mantener el confort en el interior del supermercado.

Esas mismas bombas de calor, al ser reversibles frigoríficamente, pueden enfriar el agua y permiten por tanto ofrecer el servicio de acondicionamiento de aire en verano, por medio de los mismos fancoils. Por último, si existe necesidad de agua caliente sanitaria, se pueden utilizar las mismas bombas de calor para su preparación, con lo que podemos resolver todas las necesidades térmicas del supermercado con los mismos equipos.

Para terminar, comentábamos en la introducción el caso particular de supermercados en los que todas o parte de las cámaras frigoríficas disipan el calor en el ambiente interior. En estos casos, la carga térmica aportada por las cámaras ha de ser disipada mediante los equipos de acondicionamiento de aire, que por tanto deben elegirse de una potencia superior. Es muy conveniente considerar la instalación de sistemas de enfriamiento gratuito integrados en las unidades interiores de climatización. Con ellos se puede combatir el exceso de calor aportado por las cámaras, especialmente por las noches, reduciendo significativamente las horas de funcionamiento (y el consumo) del sistema de climatización. Los sistemas más eficientes emplean compuertas modulantes que permiten controlar la temperatura de impulsión mediante la mezcla del aire exterior frío con aire retornado del local, con lo que pueden activar la función de enfriamiento gratuito incluso en los días más fríos puesto que se limitará la posibilidad de corrientes de aire demasiado frías.



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