Park Cake Bakery invierte en nuevos almacenes de frio con menor impacto medioambiental

Park Cakes Ltd. ha optado por Opteon™ XL40 en lugar de R-404A para sus nuevas instalaciones de logística y almacenamiento en su sede de producción de Oldham, en el Reino Unido. Es la primera instalación comercial de Opteon™ XL40, una mezcla basada en tecnología HFO con muy bajo potencial de calentamiento global (PCA). Esta aplicación de éxito es el resultado de una estrecha colaboración entre Chemours y Dawsonrentals soluciones de control de temperatura, un proveedor de soluciones de almacenamiento en frío para productos de temperatura crítica con sede en el Reino Unido.

En la Unión Europea, bajo el reglamento UE 517/2014 desde el 1 de enero de 2015, los refrigerantes de alto PCA se han visto sometidos a una severa presión debido a la reducción de las cuotas disponibles para suministrar productos HFC en el mercado de la UE. Con esto se ha llegado a una menor disponibilidad de productos tales como R-404A, R-410A, R-407C e incluso R-134a. Los usuarios finales buscan, en consecuencia, refrigerantes alternativos de bajo PCA.

Hay diversidad de opciones:

• Dióxido de carbono –son necesarios costes considerables de desarrollo y los equipos disponibles son limitados. Existen equipos, pero el coste es significativamente más alto que la tecnología refrigerante basada en fluorocarbonos y las prestaciones y fiabilidad están todavía por demostrarse en este tipo de aplicación.
• Hidrocarburos –ya son ampliamente utilizados, pero hay limitaciones de carga y deben afrontarse costosos requisitos para garantizar un uso seguro ya que tienen inflamabilidad Ashrae 3 (p.e., elevada inflamabilidad).
• Uso de la alternativa de refrigerante fluorado de bajo PCA – Chemours ha desarrollado una mezcla de base HFO de muy bajo PCA (239) para su uso en equipos no herméticos. Está concebido para su uso en equipos nuevos específicamente diseñados y aunque posee una clasificación de inflamabilidad Ashrae 2L, se puede utilizar con seguridad según se especifica en la norma EN 378, publicada en 2016.

Con una reducción significativa e importante de la cuota HFC en 2018 y en adelante, y la prohibición de instalar equipos y dar servicio técnico con refrigerantes con PCA >2500 desde 2020, la industria necesita soluciones probadas y ensayadas que le ayuden a cumplir los objetivos climáticos europeos. A corto plazo, hay soluciones disponibles rápidas y fáciles como la que ofrece Chemours.

No obstante, a largo plazo, al ser la cuota cada vez más ajustada, habrá necesidad de soluciones con PCA muy inferiores, cuya química conlleva la necesidad de utilizar refrigerantes inflamables.

Dawsonrentals ha introducido el concepto de almacenes móviles de frio en Europa y ahora ofrece más de 2.500 salas de frío móviles, congeladores industriales, enfriadores y unidades de aclimatación para alquiler.

Muchas de esas unidades utilizan R-404A como refrigerante, el cual fue elegido cuando existía la necesidad de distanciarse del R-22 a raíz de la prohibición de las sustancias que afectan a la capa de ozono.

Dawsonrentals buscaba un sustituto a largo plazo para R-404A en sus instalaciones nuevas y había trabajado con Chemours en las nuevas mezclas A2L en su sede de Sutton-in-Ashfield, en Nottinghamshire. Los ensayos demostraron que Opteon™ XL40 (R-454A) era un sustituto ideal para R-404A en muchas de las aplicaciones.

Los diseños de los equipos existentes podían ser utilizados haciendo solo modificaciones menores para tener en cuenta el uso de los fluidos A2L según las directrices de la nueva norma EN 378.

A raíz del lanzamiento comercial de Opteon™ XL40, Dawsonrentals planificó una producción con uno de sus proyectos más nuevos en el Reino Unido, en la sede de producción de Park Cakes en Oldham.

Park Cakes Ltd., objeto de una reciente adquisición por parte de altos directivos y de un proveedor líder de tartas y postres de marca privada premium en el Reino Unido, es una empresa respetuosa con el medio ambiente que suministra sus productos a minoristas de alto perfil, que también tienen altas expectativas cuando se trata de sostenibilidad ambiental.

Con esto en mente, cuando Park Cakes estaba buscando instalar una nueva cámara frigorífica de baja temperatura, pidió a su proveedor de equipos, Dawsonrentals, que propusiera una opción de bajo PCA para el sistema de refrigeración.

Dawsonrentals propuso usar Opteon™ XL40. La cámara frigorífica de 1,805m³ fue diseñada e instalada por Dawsonrentals.

Debido a la falta de datos técnicos de clasificación de los equipos disponibles en ese momento para Opteon™ XL40, Dawsonrentals diseñó los sistemas de refrigeración para R-407F que inicialmente usaron para encargar el sistema. La refrigeración fue proporcionada por tres unidades de condensación Zanotti HCU5180B941J, cada una de ellas comprende un comprensor semi-hermético Bitzer 4HE-18Y-40P que utiliza un aceite BSE 32 y una válvula de expansión termostática Danfoss TE5 R407A/F con un orificio de #2.

Dawsonrentals llevó a cabo evaluaciones de riesgo para el uso de Opteon™ XL40 y determinó que no era necesario incluir medidas de seguridad adicionales. Después de la puesta en marcha inicial, el R-407F fue reemplazado por 23 kg de Opteon™ XL40 en cada una de las tres unidades.

Con la norma EN 378, como la sala de máquinas estaba fuera (Clase II), la cámara frigorífica tenía acceso restringido (categoría c) y un nivel de ocupación muy bajo (<1 persona / 10m²), no había límite de carga para usar Opteon™ XL40, pero incluso para un nivel de ocupación más alto el nivel de carga era de 25kg, así que el diseño seguiría siendo compatible con la normativa EN 378.

La nueva unidad de Park Cakes, que está operativa desde octubre de 2017, reemplaza 10 unidades modulares, cada una capaz de sostener 36 palés.

El nuevo edificio, diseñado para funcionar con el último gas refrigerante Opteon™ XL40 (R-454A), alcanza el mismo volumen de palés, pero en un área más pequeña y mucho más controlable. La nueva unidad está totalmente montada y es compatible con el montacargas del interior, ofreciendo al productor un acceso más rápido y fácil al stock que necesite. La estructura de acero de un solo paso está construida en base a la norma BS EN 1993-1 con 40mm de grosor, aprobado por la Junta de Certificación de Prevención de Pérdidas, techo PIR y panel de revestimiento.

El equipo que instaló las unidades de refrigeración está completamente entrenado en el manejo y uso de refrigerantes inflamables y la instalación siguió las pautas que dan las normas de aplicación, como en la norma EN 378. Kevin Smith, gerente técnico de Dawsonrentals comentaba: “la refrigeración es manejada por una serie de unidades enérgicamente eficientes de bajo consumo de energía, que utilizan el gas refrigerante R-454A, líder en la industria con un bajo PCA de 239. Al equipo de Dawsonrental en el lugar, le llevó solo 22 semanas construirlo y ponerlo en funcionamiento”.

El rendimiento de la cámara frigorífica es satisfactorio para el usuario final. Esta sección detalla los datos recogidos para una de las unidades de condensación que está ubicada cerca de la puerta principal de la cámara frigorífica. El sistema no se monitoreó con R-407F, por lo que no fue posible una comparación directa. No obstante, con los datos recogidos, fue posible estimar un rendimiento para R-407F y R-404A, basado en el supuesto de que los parámetros de operación serían los mismo que para Opteon™ XL40. Con esta suposición, se estimó que Opteon™ XL40 operaría con un 6% y 11% más de capacidad que R-407F y R-404A, respectivamente y con un 14% y 12% de mayor eficiencia energética que R-407F y R-404A, respectivamente.

Se utilizó un colector de datos Climacheck para recopilar los datos del sistema. Se instalaron sensores para registrar las presiones de temperaturas de succión y descarga, así como la temperatura de la línea de líquido en intervalos de 5 segundos.

Cuadro 1: Datos de sistema medidos para Opteon™ XL40.

La unidad de condensación monitoreada era para el evaporador más cercano a la puerta y en el momento en el que se realizó la monitorización, la cámara frigorífica se estaba cargando y, por lo tanto, la puerta estaba abierta. Lo que daba como resultado un funcionamiento casi constante del sistema para el periodo de registro en lugar del ciclo normal que se podría haber esperado.

No fue posible registrar la temperatura de salida del evaporador, por lo que se asumió que el recalentamiento estaba constantemente en la configuración presentada de 10K. Con los datos registrados, fue posible calcular las temperaturas medias de condensación y de evaporación, el sobrecalentamiento de succión total, el enfriamiento total del líquido, la capacidad y C.O.P.

Utilizando los datos medidos del sistema (cuadro 1) y los parámetros de operación calculados (cuadro 2), fue posible estimar cómo R-407F y R-404A se podrían haber comportado en los mismos parámetros de operación del sistema (tabla 1). Utilizando el software de selección de compresores Bitzer como referencia, hubo una fuerte indicación de que se utilizó inyección de líquido con R-407 para controlar las temperaturas de descarga del compresor. Por lo tanto, para el modelado se supuso que ninguna temperatura de descarga del comprensor por encima de 108°C (el máximo contemplado con Opteon™ XL40) requeriría inyección de líquido.

Cuadro 2: Parámetros de funcionamiento calculados para Opteon™ XL4.

El uso de Opteon™ XL40 resultó ser una elección acertada, desde la instalación hasta el rendimiento general y la reducción de PCA.

La instalación del sistema utilizando este refrigerante no presentó ninguna dificultad adicional comparado con la instalación de un sistema que opera con R-407F. La evaluación de riesgos para esta instalación no mostró ninguna situación que requiriese medidas de seguridad adicionales y los cálculos de costes para la instalación tampoco han resultado ser una barrera.

Park Cakes está muy satisfecho con los resultados obtenidos hasta la fecha. Como confirma George Walsh, gerente de la cadena de suministros de Park Cakes: “apostamos en su día por lo que creíamos una opción de bajo costo con las unidades modulares originales R-404A, pero hemos sufrido en términos de innovación y servicio. Ahora, estamos felices de estar trabajando con Dawsonrentals. La nueva construcción es de mayor valor: misma capacidad de almacenamiento con una huella menor y con los beneficios adicionales de unos costes de operación inferiores y un acceso más fácil. Es mucho más económica y conveniente en todos los aspectos. El hecho de que no estaremos abriendo y cerrando diez puertas de forma individual, y ahora tener gas R-454A en funcionamiento, es una contribución significativa en la reducción de nuestro impacto medioambiental”.

El sistema ha funcionado como se esperaba desde que se instaló en octubre de 2017, sin ningún problema a reportar y los cálculos basados en los datos medidos indican que el sistema funciona mejor que R-407F o R-404A si hubiera operado en el mismo sistema de parámetros. Opteon™ XL40 ha demostrado ser un excelente reemplazo para R-404A con un mejor rendimiento, así como una reducción del 94% en el PCA del refrigerante.