La refrigeración es el proceso mediante el cual se reduce la temperatura para alcanzar el nivel de frío deseado para un producto almacenado. Esto permite que los productos se conserven durante períodos prolongados y se evite que se estropeen o se dañen. Algunos pueden suponer que el proceso de refrigeración se aplica únicamente a refrigeradores y congeladores, pero existen más aplicaciones además de las mencionadas anteriormente. Ese es uno de los temas que les presentaré en este escrito.
¿Qué es un sistema de refrigeración?
Un sistema de refrigeración es un sistema en el que el aire caliente que circula dentro de un lugar o unidad se transfiere a otro lugar. Utiliza este método para reducir la temperatura al nivel deseado según los productos que se almacenarán en la unidad.
Diferentes tipos de sistemas de refrigeración:
En la actualidad, se utilizan varios tipos de sistemas de refrigeración. Cada uno de estos sistemas tiene una función única para proporcionar la eficiencia de refrigeración necesaria; sin embargo, todos tienen una similitud: eliminar el calor del entorno y convertirlo en aire frío. Esto es lo que hace que un sistema de refrigeración funcione.
1. Compresión mecánica
Este sistema está compuesto por cuatro partes importantes: el compresor , el condensador , el evaporador y la válvula de expansión . Los componentes del sistema de refrigeración trabajan juntos sin problemas para convertir el refrigerante de un estado líquido a un estado gaseoso. Esto se logra comprimiendo el refrigerante, que inicialmente existe como un líquido a baja presión, y transformándolo en un gas a alta presión.
2. Absorción
La idea principal de este sistema es que utiliza absorción y calor. El refrigerante se mueve a través del sistema por calor porque es el que proporciona la energía para que el refrigerante se mueva. El material común que se utiliza como refrigerante es el amoníaco, mientras que el agua es el absorbente. El absorbedor funciona tomando el amoníaco del lado de baja presión del sistema, mientras que al mismo tiempo elimina el calor. Después, una bomba transfiere una solución de agua y amoníaco al generador donde la solución se hierve para separar el amoníaco del agua. Luego, el amoníaco se envía al lado de alta presión del sistema. Este procedimiento enfría el líquido y lo transforma en gas, que luego se utiliza para enfriar el área designada.
3. Refrigeración termoeléctrica
Este tipo de sistema no necesita agua ni ningún refrigerante para funcionar. En cambio, un sistema de refrigeración termoeléctrico funciona haciendo pasar una corriente continua por dos conductores o cables metálicos diferentes que producen temperaturas diferentes (caliente y fría). El lado frío se coloca en la zona que se requiere enfriar. Esto atraerá y eliminará el calor del aire circundante. El otro lado, que es el extremo caliente, se coloca en el exterior.
4. Sistema de refrigeración por evaporación
Este sistema de refrigeración utiliza el proceso de evaporación para enfriar el aire. Comienza aspirando aire caliente del exterior y haciéndolo pasar a través de paneles sumergidos en agua. El agua se evapora, absorbiendo el calor del aire y del entorno, y enfría el aire. El aire resultante se hace circular por la zona que se necesita enfriar.
Aplicaciones del sistema de refrigeración.
Los sistemas de refrigeración se utilizan para diversas aplicaciones según las necesidades específicas de diferentes industrias o empresas. El objetivo principal es mantener una temperatura constante para evitar daños a los productos y pérdidas de ingresos.
Las siguientes son algunas de las industrias que requieren sistemas de refrigeración o enfriamiento.
1. Industria de alimentos y bebidas
La industria de alimentos y bebidas requiere una temperatura específica para evitar el crecimiento de microorganismos y la contaminación de los alimentos.
En general, utilizan un congelador o refrigerador para almacenar una gran variedad de productos necesarios para su negocio. Esto ayuda a extender la vida útil de los alimentos y minimizar el desperdicio de alimentos y la pérdida de ingresos.
2. Refrigeración urbana
Se trata de un sistema que utiliza una planta de refrigeración para enfriar el agua, que luego se traslada a tuberías aisladas conectadas a varios lugares dentro de un edificio. La mayoría de los edificios utilizan este tipo de sistema debido a su eficiencia y su bajo índice de consumo de energía. El agua bombeada, mientras circula, pasa por un sistema de aire acondicionado donde se bombea para producir aire frío.
La planta de refrigeración urbana está formada por varios componentes y equipos importantes, entre ellos enfriadores, un condensador, un sistema de almacenamiento de energía térmica, bombas de distribución, un sistema eléctrico y un sistema de control automático. Todos ellos se encuentran alojados en una estructura que se asemeja a un edificio de planta.
3. Industrias químicas y petroquímicas.
Puede que esta industria no requiera un control de temperatura tan estricto como otras, pero aun así es importante que mantengan los niveles de temperatura adecuados para lograr una eficiencia óptima en sus procesos de producción y operación. La eliminación del calor es necesaria durante varias operaciones para cumplir con estándares específicos.
Algunas empresas químicas y petroquímicas suelen utilizar torres de refrigeración para regular la temperatura de sus equipos y mantener la temperatura adecuada de los productos químicos. Estas torres ayudan a eliminar el calor del entorno, lo que mejora la eficiencia de refrigeración para los empleados y evita el sobrecalentamiento de los equipos.
4. Plantas eléctricas
Las industrias que producen electricidad utilizan generadores de turbinas que requieren gas y combustible para convertir la energía mecánica en energía eléctrica. El vapor generado por el calor mueve las aspas de la turbina para que funcionen. Como el calor es la fuerza motriz, el nivel de temperatura dentro de la planta es alto y es aquí donde se hace necesario el sistema de refrigeración por aire. El sistema de refrigeración equilibrará o reducirá la temperatura para garantizar que se mantengan la precisión y la eficiencia de la producción.
La mayoría de las centrales eléctricas de Estados Unidos utilizan un tipo de sistema de refrigeración denominado “refrigeración por recirculación húmeda” para reducir la cantidad de calor generado durante la producción de energía. Este sistema de refrigeración es eficiente y ecológico. Funciona reutilizando el agua en un circuito cerrado y enfriándola por evaporación en una torre de refrigeración. El agua se rocía sobre los materiales de relleno para aumentar su superficie y su contacto con el aire. Como resultado, parte del agua se evapora, mientras que el resto se envía de vuelta al condensador. Estos sistemas solo extraen agua para reemplazar la que se pierde por evaporación en la torre de refrigeración
5. Industrias farmacéuticas
Los medicamentos, las medicinas y las vacunas juegan un papel muy importante en la industria de la salud. Estos necesitan ser almacenados en un lugar con una temperatura estandarizada para que puedan mantener su efectividad por largos periodos. Por eso, la industria farmacéutica mantiene un control estricto sobre la temperatura de las unidades de almacenamiento de estos productos, ya que de lo contrario pueden darse circunstancias imprevistas que pongan en riesgo el bienestar de los pacientes.
Las industrias farmacéuticas utilizan torres de refrigeración para satisfacer sus necesidades de refrigeración, de forma similar a las industrias química y petroquímica. Además, los enfriadores farmacéuticos se emplean para almacenar fármacos y medicamentos, en particular durante la formulación de un nuevo fármaco. Mantener un control estricto de la temperatura es fundamental para garantizar la máxima eficacia del fármaco.
6. Centros de datos
Los centros de datos están compuestos por una gran cantidad de computadoras y servidores que consumen mucha electricidad, lo que genera mucho calor. El funcionamiento a altas temperaturas provoca el sobrecalentamiento de estas computadoras en red que están diseñadas para organizar, procesar, almacenar y distribuir grandes cantidades de datos. Por eso es muy importante contar con un sistema de refrigeración o enfriamiento para evitar el riesgo de pérdida de datos debido al sobrecalentamiento.
Un sistema de agua helada es un sistema de refrigeración que se utiliza habitualmente en centros de datos y grandes empresas con numerosos empleados y equipos. Estos sistemas comprenden varios tipos de equipos, como enfriadores industriales, unidades de tratamiento de aire, bombas de distribución y torres de refrigeración. La función principal de estos sistemas es mantener una temperatura fría en el interior del edificio mientras se transfiere calor al exterior.
Refrigerantes de sistemas de refrigeración
Se trata de una sustancia cuya función principal es absorber el calor del aire circundante, para luego proporcionar aire frío tras su paso por el sistema de refrigeración compuesto por compresores y evaporadores.
Los siguientes son algunos de los refrigerantes comúnmente utilizados:
1. Clorofluorocarbonos (CFC)
Se trata de un compuesto a base de metano, no tóxico y no inflamable, formado por carbono, flúor y cloro. Era el refrigerante más común antes de que se prohibiera a principios de los años 90 debido a sus efectos nocivos para el medio ambiente.
2. Hidroclorofluorocarbonos (HCFC)
Después de su prohibición, se utilizó una variante del CFC como alternativa. Se diferencia del CFC porque se le añade un compuesto de hidrógeno al carbono, el flúor y el cloro. Era una alternativa temporal, pero debido a la presencia de cloro, sigue representando un riesgo para el medio ambiente, en particular para la capa de ozono.
3. Hidrocarburos (HC)
Un refrigerante rentable y una mejor alternativa a los dos anteriores por su no toxicidad y sus propiedades respetuosas con el medio ambiente. El único inconveniente es que es muy inflamable.
4. Amoniaco (NH3)
Compuesto de nitrógeno e hidrógeno, esto hace que el amoníaco sea sustentable como refrigerante, pero debido a que el amoníaco se vuelve peligroso incluso en pequeñas cantidades, su uso está limitado a grandes industrias.
5. Dióxido de carbono (CO2)
Una alternativa no tóxica y respetuosa con el medio ambiente como refrigerante. Además, es energéticamente eficiente porque, incluso en pequeñas cantidades, su capacidad por unidad de volumen es grande debido a su buena capacidad de transferencia de calor.
¿Cuáles son los requisitos para mantener un sistema de refrigeración?
Para garantizar que su sistema de refrigeración dure más tiempo y funcione de manera más eficiente, es importante comprender los requisitos básicos de mantenimiento.
A continuación se muestran algunas formas básicas de mantener su sistema de refrigeración de manera más eficiente:
Limpie su equipo:
Es importante mantener limpio el equipo. Limpiarlo cada semana evitará que se atasquen objetos extraños y ayudará a que el sistema de refrigeración funcione de manera óptima.
Inspeccione la configuración de la placa de control
También es fundamental comprobar periódicamente la configuración del panel de control. Esto garantizará que la temperatura se mantenga precisa y evitará fluctuaciones que puedan afectar a sus productos o mercancías. Al configurar la temperatura según sus necesidades específicas, también puede ahorrar energía.
Crear un cronograma para descongelar.
Los programas de descongelación son necesarios para los sistemas de refrigeración que requieren descongelación. Estos programas evitan la acumulación de hielo y la contaminación debido al crecimiento bacteriano y garantizan una circulación de aire adecuada.
Organizar y mantener colocaciones adecuadas
El espaciado o la colocación adecuados son esenciales para los sistemas de refrigeración, como los refrigeradores o congeladores, enfriadores o cualquier tipo de refrigeradores. Esto garantiza un flujo de aire adecuado y evita la contaminación cruzada entre productos o mercancías al organizarlos según sus tipos.
Limpiar las bobinas y las aspas del ventilador
Se recomienda encarecidamente limpiar las bobinas y las aspas del ventilador al menos una vez al mes. Deberá examinar el serpentín del evaporador y del condensador, así como las aspas del ventilador. Esto no solo promoverá una buena circulación del aire, sino que también evitará la acumulación de polvo y residuos. Esto también evitará posibles daños a su unidad.
Contratar a un técnico profesional autorizado
En el caso de problemas sencillos y su resolución, un empleado experimentado puede realizar el trabajo, pero para garantizar que sus unidades de refrigeración funcionen en condiciones óptimas, se recomienda obtener los servicios de un técnico profesional autorizado. La responsabilidad del técnico es verificar los componentes y las piezas que forman todo el sistema y asegurarse de que todos estén en buenas condiciones de funcionamiento. El programa de mantenimiento preventivo recomendado es dos veces al año para mantener su máquina eficiente y en buenas condiciones.
Preguntas frecuentes:
¿Cómo instalar un sistema de refrigeración?
La instalación de un sistema de refrigeración puede variar según la aplicación específica que necesite. Existen muchos tipos de aplicaciones para los sistemas de refrigeración, como en hogares o congeladores comerciales, aire acondicionado y cualquier otro equipo que requiera un sistema de enfriamiento. Recomendamos encarecidamente contratar a un profesional para que se encargue del proceso de instalación para garantizar que su equipo esté instalado correctamente y evitar dañar accidentalmente alguna pieza, lo que podría anular su garantía.
¿Cuál es el posible costo de un sistema de refrigeración?
En el caso de las unidades residenciales, un sistema de refrigeración costará entre 260 y 800 dólares, mientras que los costos aumentarán en el caso de las unidades comerciales, que pueden costar entre 1500 y 11 000 dólares o más. Antes de comprar e invertir en un sistema de refrigeración, también debe tener en cuenta algunos factores, como la ubicación, el tamaño del espacio disponible y la ventilación. También debe comprobar si hay una fuente de alimentación cercana para suministrar energía a todo el sistema.
Conclusión:
Hoy en día, contar con un sistema de refrigeración se está convirtiendo en algo habitual, especialmente para las empresas. Varían en función de su tipo, el tipo de industria en la que se utilizan, el refrigerante que utilizan y los costes de mantenimiento e instalación. No importa a qué sector pertenezcamos, debemos entender cómo funciona un sistema de refrigeración para poder planificar y construir el sistema de refrigeración óptimo que sea beneficioso para nosotros y para nuestra empresa.
