Eficiencia energética en los sistemas de refrigeración

Como muchas empresas del sector, Intarcon ha tenido que adaptarse a las distintas exigencias legislativas, buscando adecuarse a las normativas de protección medioambiental, con el claro objetivo de mejorar la eficiencia energética. Por ello, apuesta por el empleo de refrigerantes naturales que no afecten negativamente sobre la química ambiental.

La Unión Europea, mediante la publicación de propuestas legislativas, trata de liderar la transición energética basándose en la reducción drástica de las emisiones de CO₂ a la atmósfera. Por este motivo, se están llevando a cabo grandes cambios en el sector de la refrigeración, con el fin de aumentar la eficiencia energética y reducir la huella de carbono.

Gran parte del sector industrial establece el consumo de energía eléctrica como uno de sus mayores gastos, influyendo directamente en la competitividad de sus productos. Esto ha incentivado el interés por la eficiencia energética en sus procesos para hacer frente a la fluctuación del precio de la energía.

Antes de proceder a diseñar una instalación se deben estudiar los requerimientos que necesita para obtener la solución que mejor aplique al proyecto. A continuación, se citan algunos de los aspectos más destacables.

El exceso de potencia hace trabajar a los equipos a cargas parciales, con el consiguiente decremento de la eficiencia energética. Esto da lugar a un incremento en la inversión y en el gasto energético del sistema, y por lo tanto al encarecimiento del producto. Por ello es crucial la optimización en el diseño de la cámara frigorífica o proceso (minimizar pérdidas por transmisión, infiltración, desescarche, etc…), y un exhaustivo cálculo de cargas térmicas. Además, será fundamental garantizar que la instalación se use adecuadamente (evitar aperturas de puerta innecesarias, etc.)

 Algunas formas de mejorar la eficiencia:

• Añadir algún equipo de apoyo para amortiguar las puntas térmicas.
• Aprovechar el calor residual del aire de extracción.
• Recuperar el calor residual de líquidos del proceso.
• Desplazar parte de las cargas térmicas a horas de tarifa baja.
• Reducir el consumo de las bombas en sistemas indirectos.
• Emplear el “free cooling”.
• Adoptar determinadas medidas en locales refrigerados.

A lo largo de la historia de la refrigeración se han empleado varios tipos de refrigerantes (CFCs, HCFCs, HFCs, HC, compuestos inorgánicos como el amoniaco, o incluso nuevos refrigerantes basados en nanotecnología, los nanofluidos). Lo que indica que no existe un refrigerante ideal, pero si unos factores a considerar para su elección, como son:

• Factores de rendimiento (COP y SEPR).
• Factores ambientales (PCA y ODP).
• Factores económicos (coste, manipulación, almacenamiento y disposición).
• Factores de seguridad (toxicidad e inflamabilidad).

Cada vez más empresas se adaptan al empleo de refrigerantes de bajo PCA, viéndose obligadas por efectos de la normativa europea para el empleo de gases refrigerantes (Reglamento F-Gas). Entre las soluciones para facilitar la adaptación a la normativa de los clientes a medio plazo, Intarcon ha desarrollado la línea de centrales intarCUBE A2L approved, diseñadas para trabajar indistintamente con refrigerante R-449A con un PCA=1398 o con R-454C con PCA<150.

Intarcon aporta soluciones que emplean refrigerantes naturales como son: el amoniaco o R-717 (NH₃), el dióxido de carbono o R-744 (CO₂), y el propano o R-290 (C₃H₈). Refrigerantes elegidos por su alto rendimiento termodinámico, bajo coste y bajo o nulo efecto invernadero, lo que los convierte en los refrigerantes del futuro. Suponen un ahorro respecto a los hidrofluorocarbonos (HFC), ya que estos últimos presentan altos precios debido al impuesto por su elevado PCA y la dificultad de suministro, que se verá incrementada con el paso de los años.

El amoniaco es el refrigerante más empleado en refrigeración industrial, por su reducido coste y elevado coeficiente de transferencia de calor. No altera la capa de ozono y no contribuye al efecto invernadero por su fácil integración en la química ambiental a través del ciclo del nitrógeno. Puede instalarse en interiores desocupados o en exterior, donde presenta una rápida disipación en caso de fuga al ser menos denso que el aire.

Desde Intarcon se ha realizado el desarrollo de una gama de equipos ammolite con R-717 con las mejores prestaciones en seguridad, condensación microcanal y muy baja carga de refrigerante (? 70 g/kW), tanto en la opción de expansión directa como indirecta, resolviendo las dificultades que presentaban este tipo de sistemas, gracias al empleo de válvulas de expansión electrónica y aceites miscibles en amoniaco.

El CO₂ posee una temperatura crítica baja, por lo que presenta altas presiones de trabajo. Su elevado coeficiente de transferencia de calor le permite ofrecer un alto rendimiento y una eficiente recuperación de calor, además de una baja potencia de bombeo en sistemas directos.

Intarcon pone a disposición la gama Eco2System, equipos compactos o tipo rack para exterior o sala de máquinas, con funcionamiento subcrítico o transcrítico, gas-cooler integrado o remoto, compresor en paralelo para mejorar la eficiencia de equipos transcríticos en climas cálidos, y capacidad de incluir desrecalentador, además de una amplia gama de evaporadores. Estos equipos son una solución eficiente para supermercados, por su capacidad de dar servicio a media (-8 °C) y baja temperatura (-28 °C) de manera simultánea, y recuperar calor de condensación para desescarche o apoyo al bucle de agua caliente. Con experiencia en el diseño en cascada con otros refrigerantes como R-290, HFCs o glicoles.

El empleo de hidrocarburos puede recibir reticencias por su alta inflamabilidad (categoría A3), pero los límites de refrigerante establecidos hacen que los equipos que emplean estos refrigerantes no supongan un riesgo para las personas. Además, la amplia experiencia del sector con refrigerantes inflamables como el isobutano (R-600a) en refrigeración doméstica aporta confianza al cliente, facilitando su aceptación y venta.

Intarcon apuesta por el propano como refrigerante por su casi nulo efecto invernadero (ODP) y excelente rendimiento termodinámico, desarrollando plantas enfriadoras, evaporadores con compresor incorporado waterloop, y equipos compactos industriales superblock o comerciales intarblock.

• Directo: Destaca por su alta eficiencia al encontrarse el evaporador en contacto directo con el medio a enfriar. El inconveniente que presenta es la elevada carga de refrigerante, y los posibles problemas de retorno de aceite. También destaca la necesidad de una correcta puesta en marcha por un profesional especializado, y el riesgo de fuga con capacidad de contaminar el ambiente interior y el producto almacenado.

• Indirecto: En este caso, el evaporador enfría un fluido caloportador (habitualmente agua glicolada o salmuera) que se encuentra en contacto con el medio a enfriar. La principal ventaja es la reducción de la carga drástica debido al confinamiento del refrigerante en la planta, incrementando la seguridad en el caso del empleo de refrigerantes tóxicos o inflamables. Como desventaja, que requieren de un correcto diseño del sistema de distribución de agua, y del empleo de variadores de frecuencia para contrarrestar el consumo de las bombas.

Es el componente de mayor consumo eléctrico del sistema (40 – 60%). Su eficiencia depende de las condiciones de servicio, requiriendo de un funcionamiento lo más estable posible ya que su regulación interna sacrifica la eficiencia, sobre todo a cargas parciales bajas. Se recomienda repartir la carga frigorífica entre varios compresores o el empleo de variadores de frecuencia para mejorar la eficiencia.

En este ámbito, Intarcon oferta una gama de centrales intarCube Inverter y una gama de plantas enfriadoras Full-Inverter con las que pretende dar solución a las demandas frigoríficas variables del sistema modulando el funcionamiento de la etapa de compresión, reduciendo los arranques y paradas de los compresores, y consiguiendo un importante ahorro energético además de un aumento de la vida útil del compresor.

En el sector de la climatización y la refrigeración destaca la tecnología aerotérmica, una fuente de energía renovable y limpia, que aprovecha la energía térmica generada durante la producción de frío, permitiendo cubrir la demanda de agua caliente sanitaria (ACS) y/o apoyo al bucle de agua caliente. El empleo de la energía recuperada, además de incrementar la eficiencia del sistema, permite reducir el tiempo de retorno de la inversión del equipo.

Actualmente esta tecnología se está aplicando como impulso a la política de descarbonización durante la etapa de transición energética actual para sustituir al empleo de combustibles fósiles, gracias a su capacidad de acoplamiento a otros sistemas como:

• Calefacción (suelo radiante, radiadores de baja temperatura, etc.).
• Agua caliente sanitaria (higienización, limpieza, escaldado, etc.).
• Producción de vapor.
• Procesos de secado y deshumidificación.
• Procesos de evaporación, pasteurización, destilación y concentración.

La eficiencia energética de los equipos de refrigeración Intarcon, que incluyen recuperación de calor, se ve incrementada gracias al empleo del calor de condensación para su acumulación y posterior uso para desescarche por glicol caliente, evitando el empleo de resistencias eléctricas, ni interrumpir la producción de frío.

Desde Intarcon, además de incluir la política de la descarbonización en todos sus productos, también la impulsa en la línea de producción y gestión de la empresa, mediante la construcción de unas instalaciones con vistas a una producción limpia o 'green manufacturing'.