Las salas blancas son un tema costoso: desde su planificación hasta su realización y explotación. Pero con una planificación minuciosa se pueden sentar las bases de antemano para una mayor eficiencia energética y económica, si se sabe qué hay que tener en cuenta.
Requisitos generales de las salas blancas
Comencemos por los principios: las condiciones marco generales de las salas blancas se definen en varias normas y directrices y contienen factores relevantes para la eficiencia energética. El cumplimiento de las normas pertinentes no es solo es un requisito previo para la cualificación conforme a la normativa, sino que también establece un marco inicial para el potencial de ahorro energético de la sala blanca. Por ejemplo, la DIN EN ISO 14644 Hoja 16 y la VDI 2083 Hoja 4.1 establecen especificaciones sobre la eficiencia energética de las salas blancas y los equipos de aire limpio. El anexo 1 de las directrices BPF de la UE describe las especificaciones para las velocidades de descarga, los conceptos de etapa de presión y las especificaciones de tiempo para los estados de reposo y funcionamiento. A esto se añaden las normas DIN EN 1822 y DIN EN ISO 16890 con requisitos para filtros para sustancias en suspensión y su clasificación, así como las normas EN 16798-3 / TR EN 16798-4 con requisitos generales para la eficiencia energética de edificios no residenciales y la Directiva de diseño ecológico con parámetros marco para la eficiencia energética de ventiladores y las velocidades del aire en el equipo. Y no hay que olvidar la norma ISO 5001, que regula los sistemas de gestión de la energía, la determinación de indicadores de rendimiento energético a nivel de proceso y el control del éxito de las medidas de optimización. Estos parámetros pueden se pueden emplear para planificar medidas iniciales de ahorro energético, en función del futuro ámbito de utilización de la sala blanca.
User Requirement Specification – Pliego de condiciones
Sin embargo, no hay dos salas blancas iguales, los requisitos suelen ser muy individuales. En consecuencia, los respectivos requisitos establecidos en el pliego de condiciones de la sala blanca son mucho más específicos que las directrices. En general, los requisitos del proceso determinan los requisitos de la tecnología climática. Los factores de influencia relevantes para la energía aquí indicados ofrecen diferentes potenciales de ahorro en el consumo de energía. En cuanto a la temperatura del recinto, las temperaturas ambiente necesarias para el proceso y las tolerancias admisibles son determinantes. Si la humedad del recinto es relevante para el producto, también se plantea la cuestión de las eventuales tolerancias. En cuanto a la clase de pureza son determinantes en un principio los requisitos que debe cumplir el proceso de fabricación o, en un entorno BPF, la clase de pureza exigida para el proceso y del tipo de flujo (flujo mixto turbulento o flujo de desplazamiento de baja turbulencia). Además, las cargas en la sala causadas por el número de personas, la liberación de partículas, el calor residual de las máquinas y el aire de escape del proceso son la base para determinar la tasa de intercambio de aire necesaria. Además del tipo de conducción del aire y de la presión de la sala, el proceso también influye en la necesidad mínima de aire exterior, que puede aumentar considerablemente el consumo energético de la sala blanca. Si se consideran todos estos factores durante la fase de planificación, se puede conseguir un considerable ahorro potencial.
Enfoques técnicos del ahorro energético: recuperación del calor
Además de la planificación, la tecnología empleada también es decisiva para ahorrar energía. Una forma de aumentar la eficiencia energética en salas blancas puede ser una recuperación eficaz del calor en el sistema de ventilación. A este respecto existen diferentes conceptos, cada uno con sus ventajas e inconvenientes:
Los transmisores de calor de flujo cruzado/contraflujo funcionan con una transferencia de calor pura mediante un intercambiador de calor de placas aire/aire y logran eficiencias de hasta el > 90 %. No obstante, con ellos existe el riesgo de contaminación cruzada y el concepto exige una protección contra la congelación y poscalentadores adicionales. También se necesita mucho espacio en el equipo de ventilación.
En el sistema de circuito compuesto, que también funciona con transferencia de calor pura, el calor se recupera utilizando agua como fluido intermedio. Con él pueden integrarse más fuentes de calor en el sistema compuesto y la eficiencia del sistema de alto rendimiento es de hasta el 80 %. Además, no entraña un peligro de contaminación cruzada. El precio de estas ventajas son, no obstante, mayores costes de inversión y una mayor necesidad de espacio.
Los transmisores de calor de rotación combinan transmisión de calor y humedad, logrando con ello eficiencias de hasta > 85 %. Si bien no se requiere con ellos una protección contra la congelación, puede producirse contaminación cruzada entre los flujos de aire y el sistema ocasiona una pérdida de presión relativamente alta.
Con el aire circulante se puede conseguir un gran ahorro energético con bajos costes de inversión, si ello es técnicamente posible. Sin embargo, sigue existiendo también el peligro de contaminación cruzada.
Además de la recuperación de calor en el sistema de ventilación, hay otras opciones de recuperación de energía. Un enfoque consiste en utilizar el calor residual de los enfriadores de retorno en la generación de frío o alimentar el calor residual del proceso.
Qué conceptos y medidas son más eficaces depende de cada sala blanca y de las condiciones marco técnicas, y debe considerarse siempre caso por caso.
Enfoques técnicos de ahorro energético: eficiencias de equipos de ventilación
Otro enfoque para una mayor eficiencia energética es la optimización de los equipos de ventilación, por ejemplo seleccionando los ventiladores y la tecnología de accionamiento adecuados. Para lograrlo, hay que tener en cuenta una serie de factores de influencia, comenzando por la elección del concepto de ventilación. Como ya se ha descrito, esto también depende de los requisitos del pliego de condiciones. También es crucial seleccionar los componentes de los equipos de ventilación en función de las necesidades para conciliar la eficiencia y los requisitos. La red de canales también ofrece un potencial de ahorro. Por un lado, la estanqueidad de los canales debe garantizarse en la medida de lo posible para evitar pérdidas de aire y energía. Por otro lado, la planificación de una red de canales corta y favorable para el flujo puede contribuir a una mayor eficiencia, por ejemplo optimizando la velocidad del aire en el canal o situando el centro técnico lo más cerca posible de la zona que se va a abastecer.
La tecnología de la potencia de calefacción y refrigeración y el nivel de temperatura de ambos fluidos también influyen de manera decisiva en la eficiencia global del sistema. Las temperaturas más altas del fluido de refrigeración en el circuito de refrigeración equivalen a una mejor eficacia, de forma análoga a unas temperaturas más bajas del fluido de calentamiento. A temperaturas adecuadas, parte de la tecnología de refrigeración también puede utilizarse en un «circuito de bomba de calor».
Recomendaciones generales
Considerando las posibilidades y los factores de influencia arriba señalados, existen algunas reglas generales que debe seguir siempre para lograr una mayor eficiencia energética en salas blancas:
- Mantenga el volumen de aire exterior tan bajo como sea necesario
- Ponga en funcionamiento los equipos de circulación en función del espacio existente
- Compruebe las eficiencias de los sistemas y sus componentes
- Considere siempre si el sistema debe funcionar permanentemente a pleno rendimiento o si son posibles distintas fases de funcionamiento, como la reducción nocturna o el funcionamiento durante el fin de semana
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