Eficiencia energética en instalaciones críticas

Muchas de estas infraestructuras críticas demandan o requieren una climatización segura, fiable y eficiente para su correcto funcionamiento. El incremento de los precios de la energía y los nuevos objetivos de descarbonización recomiendan escoger sistemas que tengan un reducido coste de producción. Mayekawa dispone de la experiencia necesaria para aportar soluciones adecuadas a las exigencias de las instalaciones críticas.

La prioridad de Mayekawa es ofrecer al mercado soluciones respetuosas con el medioambiente; y en esta línea,  presenta la nueva serie de enfriadoras mCHILLER, una gama de enfriadoras de agua o glicol de baja carga de amoníaco condensadas por aire (TAKA) o por agua (FUGU), para enfriamiento de procesos, climatización, HVAC y refrigeración.

La combinación de un refrigerante natural, como el amoniaco, con materiales de máxima calidad, hace de la serie mCHILLER una apuesta segura y de futuro. El amoníaco ha sido usado desde 1858 de forma continuada, es el refrigerante más empleado en el frío industrial y sus estadísticas de seguridad son imbatibles. Tiene un Potencial de Agotamiento del Ozono (PAO) = 0 y un Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA) = 0, en definitiva, es el refrigerante más seguro para el medio ambiente. El PCA o GWP se define como “el calor absorbido por cualquier gas de efecto invernadero en la atmósfera, como múltiplo del calor que absorbería la misma masa de dióxido de carbono (CO₂)”. El CO₂ equivalente de una enfriadora lo podemos calcular multiplicando la cantidad de refrigerante que incorpora de fábrica por el índice PCA (GWP en inglés). Por ejemplo, una enfriadora con 15 kg de refrigerante R32 (PCA= 675) tendrá 10.125 kg de CO₂ equivalente:

CO₂eq in kg = Charge (kg) x GWP => 15*675 = 10125 kg CO₂eq

El CO₂ equivalente de cualquier enfriadora mChiller es cero, ya que el GWP o PCA de amoníaco es cero.

El Reglamento de Seguridad de Instalaciones Frigoríficas contempla el uso del refrigerante amoníaco para aplicaciones de confort humano. Si el sistema frigorífico es de 'Tipo 3', en la que todas sus partes que contengan refrigerante están situadas en una sala de máquinas no ocupada por personas o al aire libre, caso de las enfriadoras mCHILLER, no tienen un límite de carga de refrigerante.

Tabla 1.

Las unidades mCHILLER cuentan con un diseño innovador que requiere muy baja carga de refrigerante. Están diseñadas con el menor número de elementos para reducir la probabilidad de fallo. Los compresores incorporan elementos de la máxima calidad, que garantizan un funcionamiento seguro. La combinación de refrigerante, tecnología y diseño es la apuesta más segura para la climatización de los centros de datos, hospitales o salas blancas.

La fiabilidad de las unidades mCHILLER son un fiel reflejo de la que han demostrado los compresores MYCOM durante los casi 100 años de existencia de Mayekawa. La pervivencia durante más de 100 años del amoníaco en aplicaciones industriales de gran potencia lo postula como una alternativa fiable a los refrigerantes fluorados, HFC y HFO, a los que se les aplica cada vez más restricciones, debido a los problemas medioambientales asociados a su uso. Además, recientes estudios de la OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) consideran que ciertos refrigerantes HFO's son sustancias PFAS, y que su descomposición generan sustancias TFA (Ácido Trifluoracético), sustancia registrada en REACH como peligrosa si se inhala, y nociva para organismos acuáticos, además, no son biodegradables por lo que irán gradualmente aumentando su concentración en el medioambiente, con el consiguiente riesgo para las personas. Por este motivo, cinco naciones europeas (Dinamarca, Noruega, Suiza, Alemania y Noruega) han solicitado a la ECHA una propuesta de regulación del uso de sustancias PFAS. Ante esta incertidumbre, la opción más segura será siempre el uso de refrigerantes naturales.

Fuente: Refolution Industriekalte GMBH. Report and Statement of the downsides of HFO refrigerant usage.

El diseño industrial y la fabricación estandarizada hacen de las enfriadoras mCHILLER unas unidades fiables, aptas para un uso intensivo. La baja velocidad de los compresores MYCOM alternativos y las últimas tecnologías reducen los mantenimientos, incrementando la fiabilidad. Cada unidad mCHILLER fabricada es sometida a una prueba FAT (Factory Aceptance Test) que incluye una prueba de rendimiento térmico, imágenes térmicas de puntos clave, medición de vibraciones y análisis de picos de corriente. Esta prueba garantiza que se alcance la capacidad prevista y asegura el correcto funcionamiento de la unidad cuando sea instalada.

Las unidades mCHILLER combinan los últimos avances en tecnología de fabricación de compresores con el uso del amoniaco, para alcanzar las mejores ratios de eficiencia. Todas las unidades mCHILLER son fabricadas según la Directiva 2009/125/EC de Ecodesing. El amoníaco aporta rendimientos termodinámicos hasta un 10% superiores a cualquier otro refrigerante químico. Las enfriadoras mCHILLER utilizan compresores MYCOM de última generación de muy bajo consumo. La precisión mecánica en la fabricación de los compresores MYCOM serie M de las unidades Fugu, así como la utilización de las mejores aleaciones ligeras en pistones y segmentos hacen que tengan los valores más altos de eficiencia.

Algunos compresores alternativos o semi herméticos del mercado utilizan el propio gas de aspiración para refrigerar el motor y las camisas, incrementando el recalentamiento del gas de aspiración, lastrando la eficiencia del compresor. Cada 5 grados de incremento del recalentamiento implica hasta un 2,5 % de reducción del COP.

Gráfico realizado para condiciones +4°C/+38°C a 1000 rpm (Compresor MYCOM N6MII).

Las unidades mCHILLER refrigeran sus compresores MYCOM mediante agua, por tanto, no se incrementa el recalentamiento del gas frigorífico y no se lastra la eficiencia del compresor. Esto se traduce en una mejora de eficiencia.

Es habitual, en las instalaciones críticas, que la demanda de potencia sea fluctuante a lo largo del día, bien por la variación de las condiciones atmosféricas o bien por los requerimientos de la instalación. Las unidades mChiller se adaptan de manera eficiente a la parcialización de potencia. Los compresores alternativos incrementan su COP al reducir su velocidad de trabajo, siendo los más adecuados para trabajar a cargas parciales.

Las enfriadoras Fugu alcanzan rendimientos estacionales inmejorables, SEER hasta 10,48* y SEPR hasta 13,85* (*FUGU 640R en condiciones 'ecodiseño').

La inversión en soluciones de bajo TEWI, como el mCHILLER, es siempre rentable. El valor TEWI (Total Equivalent Warning Impact) cuantifica la contribución a las emisiones de efecto invernadero de un equipo de refrigeración durante su vida útil, y se expresa en kg de CO₂ equivalente. Tener en cuenta el valor del TEWI es muy útil para la selección de un equipo, nos permite comparar el impacto medioambiental de tecnologías diferentes para tomar decisiones más acertadas y sostenibles.

Para obtener este valor, se tienen en cuenta dos índices, el DGW (Direct Global Warming) y el IGW (Indirect Global Warming).

TEWI = DGW + IGW [tCO₂e]

El primer término evalúa el efecto de las emisiones atribuibles a las pérdidas de refrigerante durante el ciclo de funcionamiento de la unidad, por tanto, cuanto mayor sea el GWP del gas frigorífico usado mayor será el DGW. El segundo valor cuantifica las emisiones de CO₂ debidas al consumo eléctrico del sistema de refrigeración durante su vida útil. El IGW será menor cuanto menor sea el consumo eléctrico del equipo.

Por tanto, escoger sistemas eficientes y que usen refrigerantes naturales, con el TEWI más bajo, es la mejor opción.

La inversión en equipos con un coste de operación bajo nos permitirá tener un retorno de la inversión más rápido. Para ello, es recomendable escoger equipos con un gasto en mantenimiento contenido y un bajo consumo de energía. Los compresores alternativos MYCOM de las unidades mCHILLER fijan sus mantenimientos a más del doble de horas que compresores alternativos de la competencia. El amoníaco, al ser un refrigerante natural, está exento del pago de tasas o impuestos y tiene un coste de adquisición más bajo que los refrigerantes químicos. La inversión en proyectos que ayuden a la reducción de la huella de carbono es siempre rentable.

Todas estas razones hacen de las enfriadoras mCHILLER la opción más rentable para la climatización de las instalaciones críticas, como centros de datos, hospitales, salas blancas, industria química, investigación, etc.

Desde su nacimiento en 1924, Mayekawa ha desarrollado y suministrado equipos y soluciones para multitud de instalaciones de vital importancia. En 1981 suministró unas bombas de calor de alta temperatura al Centro de energía nuclear CETRE de Saclay en Francia. En 1987 entregó al Centro Espacial Tanegashima de Japón un compresor de Helio para producir combustible de hidrógeno líquido. En 1998 suministró 40 enfriadoras para los Juegos Olímpicos de Invierno de Nagano.

Mayekawa ha crecido hasta convertirse en una empresa líder de la refrigeración industrial, que emplea a más de 4.700 personas en sus 106 oficinas y 11 factorías repartidas entre los cinco continentes. Desde el lanzamiento de su primer compresor alternativo en 1934, Mayekawa ha conseguido que “MYCOM sea reconocido como el mejor compresor para frío industrial del mundo”.

Historia de la ingeniería.