Para saber cómo aumentar la eficiencia de tu sistema de refrigeración, es importante entender cómo funciona el sistema. En un entorno comercial, lo más común es utilizar un ciclo de compresión de vapor. En un ciclo de compresión de vapor:
- Un refrigerante en estado de vapor es presurizado por un compresor, lo que a su vez calienta el refrigerante.
- Este vapor fluye luego a través de los serpentines del condensador, ubicados en el exterior del refrigerador.
- El refrigerante caliente libera calor al aire exterior, lo que enfría el vapor y lo convierte en líquido. Sin embargo, sigue estando a alta presión.
- A continuación, el refrigerante líquido pasa por una válvula de expansión que convierte parte del líquido de nuevo en vapor al reducir la presión.
- Por último, el refrigerante en estado de vapor y líquido pasa por un evaporador. El refrigerante absorbe el calor del interior del refrigerador, lo que convierte cualquier líquido restante en vapor.
- Este vapor regresa al compresor para reiniciar el ciclo.
Capacidad y rendimiento
La capacidad de refrigeración, o la medida de su potencia de enfriamiento efectiva, se expresa con mayor frecuencia en Btu/hr; sin embargo, algunos sistemas comerciales utilizan el kilovatio (kW) como unidad básica de refrigeración. En Norteamérica, los refrigeradores suelen clasificarse en «toneladas de refrigeración».
- Una tonelada de refrigeración (TR) equivale a la cantidad de energía que se necesita para congelar una tonelada de agua en un día.
- Un TR se define como 12 000 Btu/h, o 3,517 kW.
- El coeficiente de desempeño (CoP) de un sistema de refrigeración es una forma de determinar la eficiencia general de un sistema.
- El CoP se define como la capacidad de refrigeración en kW dividida por la energía de entrada en kW
- Sin embargo, el CoP no se utiliza con frecuencia como sistema de calificación en los Estados Unidos.
- Los sistemas estadounidenses suelen clasificar la refrigeración utilizando un factor de rendimiento (PF)
- El PF se define como la potencia de entrada del sistema en caballos de fuerza dividida por su capacidad de refrigeración en TR.
- El PF se puede utilizar para evaluar todo el sistema o solo una parte del mismo
Para que su sistema de refrigeración funcione de manera más eficiente, se pueden tomar medidas en cada uno de los pasos descritos anteriormente con el fin de que el proceso sea más eficiente. A continuación, le presentamos algunas opciones que tal vez le interese considerar:
- Recuperación de calor
- Una recuperación genial
- Subenfriamiento/Sobrecalentamiento
- Economizadores
- Sistemas de control
Recuperación de calor
Una de las formas más rentables de recuperar el exceso de calor de tu sistema de refrigeración es conectarlo a un calentador de agua. El exceso de calor de la refrigeración es absorbido por el calentador de agua, el cual luego puede suministrar agua caliente al edificio. El calentador de agua no tiene que esforzarse tanto para calentar el agua y el exceso de calor de la refrigeración no se desperdicia. Esto suele requerir una remodelación importante, pero es una de las mejores opciones de ahorro de energía que existen.
Recuperación genial
La recuperación de frío utiliza el mismo principio que la recuperación de calor —capturar el exceso de frío— y lo integra con otro sistema, como tu unidad de aire acondicionado. Al suministrarle al sistema de aire acondicionado aire preenfriado proveniente del sistema de refrigeración, este no tiene que esforzarse tanto para enfriar el aire. En este proceso, el aire frío de la refrigeración no se simplemente se expulsa al exterior, sino que se transfiere a un sistema que puede aprovecharlo.
Subenfriamiento
El subenfriamiento es un proceso que se utiliza para garantizar que el refrigerante se haya enfriado hasta alcanzar su estado líquido al llegar a la válvula de expansión del sistema de refrigeración. Esto se logra expulsando calor hacia el refrigerante que se encuentra en la fase de sobrecalentamiento del ciclo, la cual ocurre en estado gaseoso. Si aún queda refrigerante en estado gaseoso al llegar a la válvula de expansión, podrían producirse comportamientos indeseados, como el consumo innecesario de energía, el deterioro del sistema de refrigeración y un rendimiento irregular. Además, permitir que el proceso ocurra fuera del condensador maximiza la capacidad de intercambio de calor del condensador.
Sobrecalentamiento
El sobrecalentamiento implica el mismo proceso de intercambio de calor del refrigerante líquido al refrigerante gaseoso, pero en este caso para garantizar que el refrigerante se encuentre completamente en su fase gaseosa al llegar al sistema del compresor. Si queda algo de refrigerante líquido, el compresor puede sufrir daños, ya que el líquido no es compresible. Al combinar el subenfriamiento y el sobrecalentamiento, la transferencia de calor puede ocurrir de manera más eficiente, lo que permite ahorrar energía.
Economizadores
Los economizadores pueden instalarse en unidades de refrigeración para aumentar la eficiencia de la etapa de compresión. Los economizadores son una unidad acoplada que toma refrigerante líquido del condensador y lo somete a un proceso de evaporación instantánea a una presión más baja para obtener un vapor frío. Este vapor se incorpora luego al proceso de compresión entre etapas para reducir el aumento promedio de temperatura asociado a la compresión. Esto, a su vez, reduce la carga de trabajo general del compresor.
Sistemas de control
Variadores de frecuencia
Los variadores de frecuencia (VFD) pueden instalarse en diversos equipos del sistema de refrigeración, como los ventiladores del evaporador, los ventiladores del condensador y los compresores. Esto implica una modernización del sistema actual, pero puede generar ahorros significativos a largo plazo.
Controladores de ventiladores de evaporadores
Los controladores del ventilador del evaporador aumentan la eficiencia del sistema de refrigeración al reducir el flujo de aire cuando el compresor se apaga y al disminuir la velocidad del motor del ventilador durante un ciclo de inactividad. Básicamente, esto ayuda a que el refrigerador reduzca el consumo de energía cuando no está en uso.
Consejos rápidos para mejorar la eficiencia
Limpia las bobinas del condensador y del evaporador. Si se acumulan residuos en las bobinas, pueden bloquear el flujo de aire. ¡Esto puede hacer que el sistema consuma hasta un 90 % más de energía para mantener la temperatura baja!
Aísla las líneas de succión cuando sea necesario. Las líneas de succión transportan el refrigerante al compresor. Mantener las líneas aisladas evita que el refrigerante absorba calor, lo que significa que el sistema en su conjunto no tiene que esforzarse tanto para mantener la temperatura baja. Además, el aislamiento es económico y fácil de instalar.
Reemplaza las juntas viejas alrededor de las puertas. Las juntas viejas pueden provocar fugas de aire graves en un sistema de refrigeración. Estas fugas pueden hacer que el sistema tenga que trabajar mucho más para mantener los alimentos fríos.