Refrigeración Sectores de la industria

Transformación sin desperdicio de energía

Para maximizar el rendimiento y ahorros de los sistemas de refrigeración es necesario el dominio de los conocimientos acerca de su funcionamiento, a fin de lograr que brinden la mayor eficiencia energética

Alejandro Ríos

Es básico tener en mente la primera ley de la termodinámica para hablar de eficiencia energética. Asimismo, es primordial conocer la diferencia entre los conceptos de eficiencia y ahorro. El primero refiere al Cociente de Rendimiento (COP) y consiste en tratar de obtener más con lo mismo, siempre y cuando sea necesario. Ahorrar (gastar sólo lo requerido) significa no desperdiciar. Si unimos los dos conceptos entonces tenemos que:

El COP de un sistema de refrigeración de 10TR para media temperatura con un refrigerante determinado es de 3.5 puntos; sin embargo, debido a las temperaturas de condensación más bajas que se dan en diciembre, la capacidad del sistema crece hasta 15 por ciento, lo que resulta en 11.5 TR y también mejora el COP a 4.1. No obstante, en la cámara de conservación sólo se requieren los mismos 10 TR para los que fue calculado el sistema. Se entiende que el equipo es más eficiente por haber mejorado el COP, pero ahora se desperdicia la energía sobrante –1.5 TR–, debido a que no se requiere.

Un sistema de refrigeración tiene cuatro elementos básicos: compresor, evaporador, condensador y válvula de expansión. Cada uno ha evolucionado a lo largo del tiempo con el propósito de aumentar la eficiencia de los sistemas. En el caso de los evaporadores y condensadores, la forma de diseño, pasos, materiales y tecnología de ventiladores son claves para tener una mayor capacidad con un menor consumo energético. Respecto de los segundos, ahora se ven diferentes tipos de controladores para mantener una presión de descarga estable, con una serie de ventiladores con motores de nueva generación que aceleran de 20 a 100 por ciento, obteniendo grandes ahorros de energía.

A su vez, las válvulas de expansión han evolucionado y es más común el uso de tipo electrónico, ya que ayudan a mantener una mayor eficiencia en los evaporadores y un flujo de refrigerante de acuerdo con un sobrecalentamiento ideal de la aplicación.

Estos tres elementos (condensador, evaporador y válvula de expansión electrónica) que ahora tienen mayor eficiencia y generan un ahorro de energía considerable también afectan de manera directa el comportamiento de los compresores.

Actualmente, un condensador puede alcanzar notables ahorros energéticos al no tener la necesidad de usar sus ventiladores al cien por ciento cuando la temperatura ambiente esté por debajo de las condiciones de diseño. Mantener una constante en temperatura de descarga también asegura sostener su eficiencia. Hay configuraciones más avanzadas, como en el caso de manejar una condensación flotante; ésta permite aprovechar una temperatura ambiente más baja para hacer más eficiente el COP del compresor. De esta forma, es posible obtener dos beneficios:

  • Ahorro energético en ventiladores, ajustando la velocidad de rpms a lo realmente requerido
  • Aumento del COP del compresor, consumiendo menos corriente y haciéndolo más eficiente

Hoy en día, existe otra innovación que está revolucionando y generando ahorros mucho mayores a los ya mencionados: los variadores de velocidad en compresores.

40 % es el ahorro anual de energía promedio que ofrecen las unidades condensadoras con tecnología Inverter, además de un retorno de inversión de menos de dos años

Dicha solución realmente no es tan nueva, pues tiene poco más de una década de antigüedad. Sin embargo, años atrás, los costos de inversión eran mayores y la capacidad de los técnicos también estaba limitada en cierta manera. Con el tiempo, el avance del mercado HVACR hizo posible que esos dos factores mejoraran considerablemente, al punto de obtener retornos de inversión de menos de dos años para una inversión de este tipo. Por su parte, los técnicos ya están más familiarizados con equipos de aire acondicionado que funcionan con base en esta tecnología, de tal forma que ahora un sistema de refrigeración Inverter ya no es del todo desconocido.

La ventaja principal que ofrece es la capacidad de no desperdiciar energía del compresor. Así como los motores del condensador son capaces de bajar su velocidad y aumentar el COP del compresor, éste puede disminuir la velocidad de su motor con la versatilidad de mantener una capacidad deseada. Un sistema de refrigeración con velocidad variable no sólo reduce el consumo energético  considerablemente, sino también la demanda máxima al eliminar los picos de arranque de los compresores.

Lo anterior es de suma importancia, ya que hay clientes que además de buscar ahorros, requieren aplicaciones especiales para mantener temperaturas estables y controladas, o bien, aplicaciones de preenfriados, túneles y sistemas de maduración.

En conclusión, los sistemas con compresor Inverter son versátiles para una gran variedad de aplicaciones, pues mantienen un control de presión estable mediante la variación de las revoluciones del compresor, lo cual resulta en un evaporador más eficiente con temperaturas mucho más estables. Por esta razón, esta tecnología representa una excelente solución a toda cantidad de normas en las diferentes industrias en las que se demandan ambientes controlados.

[author ]Alejandro Ríos
Gestor de proyectos llave en mano, especializado en velocidad variable, control y automatización de refrigeración. Cuenta con más de 10 años de experiencia en refrigeración comercial y con un certificado de Danfoss en variadores de velocidad FC103 refrigeración drive. Ha participado en secciones técnicas para ASHRAE Capítulo Monterrey. Actualmente se desempeña en el área de Ventas y Control de Güntner de México.[/author]

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