Instalaciones eficientes de refrigeración en el sector terciario
La constante búsqueda de la máxima eficiencia energética y mejor aprovechamiento del consumo energético de refrigeración en el sector terciario, lleva a una centralización de los sistemas de refrigeración, y en algunos casos a la integración de la climatización en el mismo sistema, reduciendo así la inversión inicial y el consumo eléctrico anual, permitiendo reducir el tiempo de retorno sobre la inversión.
La Unión Europea está encabezando la transición hacia una economía más sostenible mediante la implementación de nuevas leyes que buscan reducir drásticamente las emisiones de CO2. Este impulso ha generado cambios significativos en el sector de la refrigeración, con la meta de aumentar la eficiencia energética y reducir la huella de carbono. En el ámbito industrial, el consumo de energía eléctrica es uno de los principales gastos, lo que impacta directamente en la competitividad de los productos. Por ello, se ha intensificado el interés por la eficiencia energética, con el fin de enfrentar las variaciones en los costes de la energía y promover una mayor sostenibilidad.
Además, la estrategia de la UE incluye la mejora de la eficiencia energética como un pilar central para alcanzar la neutralidad climática, asegurando una transición justa y próspera. Las medidas de eficiencia energética no solo evitan emisiones de gases de efecto invernadero, sino que también reducen la demanda y el precio de los recursos energéticos valiosos. Según el informe de la Agencia Internacional de la Energía, duplicar la eficiencia energética podría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en casi un tercio para 2030.
En el caso de la refrigeración en el sector terciario, donde se encuentran los sectores retail, restauración, hostelería, etc., se requieren cámaras a distintas temperaturas en función del producto que conservan o procesan, y requerimientos de climatización, además de las necesidades de agua caliente (ACS) para higienización de superficies, apoyo al circuito de agua caliente o calefacción.
Una de las mejores estrategias y más empleadas en el sector de la refrigeración y la climatización es el empleo de sistemas centralizados, ya que permite reducir los recursos necesarios para dar la misma potencia requerida de refrigeración, algunas de las medidas adoptadas son:
- Sistemas en cascada, que incrementan el SEPR de la instalación.
- Variadores de velocidad, que reducen los picos de consumo eléctrico y aumenta la vida útil de los motores.
- Varias líneas de aspiración para dar servicio a distintas temperaturas de manera simultánea.
- Sistema VRC (Variable Refrigerant Capacity) de regulación de la capacidad frigorífica.
- Recuperación de calor de condensación.
- Subenfriamiento de la línea de líquido, que mejora el rendimiento del sistema.
- Empleo de refrigerantes naturales o de bajo PCA.
- Sistemas indirectos para reducir la carga de refrigerante.
Desde INTARCON y dada su experiencia en la centralización de servicios defiende el empleo de refrigerantes naturales, como el propano (R-290), dióxido de carbono (R-744) y el amoniaco (R-717), como solución de futuro acorde a la normativa F-Gas además de por su mayor eficiencia energética.
El R-744 y el R-717 se emplean principalmente en sistemas de expansión directa para cámaras de temperatura negativa por su elevada capacidad de refrigeración gracias a sus características termodinámicas. Y el R-290 y R-717 se emplea en sistemas de expansión indirecta con la idea de aportar seguridad en la instalación al reducir la carga y confinar el gas en una zona específica, incrementando la seguridad, minimizando la posibilidad de fugas y reduciendo el impacto ambiental. La mayor parte de instalaciones de expansión directa tienen una alternativa en expansión indirecta.
Aunque en la refrigeración en el sector terciario, las instalaciones de expansión indirecta suelen ser utilizados para instalaciones o proyectos de mayor envergadura, mientras que la expansión directa suele centrarse en proyectos más pequeños.
Ventajas y desventajas de la centralización
Una solución adecuada desde el punto de vista técnico y económico cuando es necesario proveer refrigeración a numerosos servicios es la instalación centralizada. Esta opción es ideal cuando se requiere instalar más de tres o cuatro evaporadores y se dispone de una sala de máquinas o una terraza cerca de los puntos de suministro de frío.
Ventajas de la instalación centralizada en comparación con los sistemas autónomos:
- Control integral del sistema.
- Ahorro energético significativo, facilitado por sistemas como condensación y evaporación flotante, variadores de velocidad, o desescarche por gas caliente, entre otros.
- Mantenimiento simplificado debido a la ubicación conjunta de todos los componentes de producción de frío en una sola zona o sala de máquinas.
- Reducción de costes por:
- Capacidad de escalonamiento de potencias, lo que disminuye la necesidad de un compresor por cada cámara o servicio.
- Uso de componentes comunes como el condensador y el recipiente de líquido.
- Menor potencia instalada gracias a la aplicación del factor de simultaneidad.
Desventajas de la instalación centralizada frente a los sistemas autónomos:
- Personal frigorista mejor cualificado.
- Regulaciones específicas según RSIF y F-Gas:
- Necesidad de un proyecto técnico para instalaciones eléctricas superiores a 30 kW (RSIF).
- Altos costes y restricciones para los refrigerantes HFC (F-Gas).
- Alternativa: Uso de refrigerantes naturales como el CO2 en expansión directa, o convertir la central a un sistema de expansión indirecta, lo cual reduce significativamente la carga de refrigerante en el sistema y permite mantener una instalación como Nivel 1, simplificando los requisitos normativos para la empresa instaladora.
| NIVEL 1 | NIVEL 2 | |
|---|---|---|
| Composición de la instalación |
No podrán dar servicio a cámaras de atmósfera artificial y deberán usar refrigerantes del grupo L1, cumpliendo además alguna de estas dos condiciones:
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Cumplirán alguna de las siguientes condiciones:
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| Requisitos de la empresa frigorista |
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Además de los 5 requisitos exigibles a una empresa frigorista Nivel 1, deberán:
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| Documentación técnica previa a la ejecución de la instalación |
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Beneficios de la centralización
¿Cómo consigue un sistema centralizado reducir el retorno sobre la inversión en el sector terciario?
- Gestión integral: permite un manejo completo de la instalación, facilitando su manejo y previniendo posibles fallos.
- Optimización energética: favorece un uso y distribución eficiente de la energía, lo que se traduce en un ahorro significativo.
- Facilidad de mantenimiento: al reunir todos los equipos en un solo lugar, las tareas de mantenimiento y reparación se simplifican.
- Menor demanda de potencia: la instalación centralizada aprovecha la simultaneidad de los equipos, resultando en una reducción de la potencia necesaria.
- Recuperación de calor: permite aprovechar la energía térmica generada durante la producción de frío, permitiendo cubrir de manera gratuita la demanda de agua ACS y el apoyar al bucle de agua caliente.
- Sistemas de bombeo eficientes con variación de caudal: permite la modulación del caudal del circuito hidráulico permitiendo ajustarse a las necesidades del sistema, reduciendo así los consumos eléctricos y aumentando la vida útil del componente.
- Hibridación con otras tecnologías: permite el acoplamiento de tecnologías como el almacenamiento térmico, plantas de producción de energía renovable mediante “Smart grid” como la fotovoltaica o la termosolar, etc.
Soluciones de refrigeración en el sector terciario
Ejemplo de renovación de la instalación por remplazo
Con el fin de cumplir con el marco regulatorio sobre gases fluorados en la Unión Europea, la gran mayoría de las instalaciones centralizadas se han visto obligadas a remplazar sus equipos y reducir la carga de refrigerante o sustituir dicho refrigerante HFC por otro de bajo PCA (<150), por un refrigerante natural como el propano (R-290) o el dióxido de carbono (R-744), o cambiar a un sistema de expansión indirecta.
Un claro ejemplo es el remplazo de instalaciones como la tricentral 3pack por sistemas de expansión directa con refrigerantes naturales o de bajo PCA como el R-744, o por sistemas de expansión indirecta mediante planta enfriadora Full-inverter y equipos de condensación indirecta y aeroenfriadores, reduciendo considerablemente la carga de refrigerante en el sistema, permitiendo reducir así el coste de la instalación y su mantenimiento, y reduciendo la probabilidad de fuga y con ello su huella de carbono.
Sistemas indirectos (planta enfriadora full inverter aire/agua o agua/agua ± drycooler, con aeroenfriadores y sistema Waterloop)
Características
- Baja carga de refrigerante,
- Confinamiento del refrigerante en zona reducida y localizada,
- Instalación sencilla, segura y eficiente,
- Acoplamiento a equipos de condensación indirecta, aeroenfriadores, climatizadores, etc.,
- Producción simultánea frío + calor, generación de una potencia calorífica 20-30% superior a la frigorífica, acumulable y aprovechable gracias a la recuperación del calor de condensación,
- La recuperación de calor permite eliminar consumos energéticos para producción de ACS, desescarche, climatización, etc., permitiendo reducir el consumo de energía primaria no renovable.
- Fluido caloportador respetuoso con el medio ambiente (agua/glicol/salmuera), aporta seguridad para el producto y las personas al emplear agua, glicol o salmuera, y eliminando el factor de contaminación ambiental ante posibles fugas.
- Variadores de velocidad en sistemas de compresión frigorífica y bombeo hidráulico eficiente reduciendo el consumo de energía en un 20%:
- mayor rendimiento medio estacional,
- mejor control de los picos de potencia,
- reducción del sobredimensionamiento,
- mayor vida útil de los componentes.
- Hibridación con otras tecnologías como los sistemas de almacenamiento térmico, climatización, UTA’s, sistemas renovables como los fotovoltaicos o termosolares, etc.
- Circuitos frigoríficos independientes, las plantas enfriadoras INTARCON presentan un diseño de circuitos frigoríficos y condensadores independientes, para que durante las tareas de mantenimiento se pueda sostener la capacidad frigorífica de los servicios imprescindibles como son las cámaras frigoríficas y evitar la interrupción de la cadena de frío, imprescindible para la refrigeración en el sector terciario.
Sistema directo (ECO2SYSTEM con evaporadores de CO2)
Características
- Construcción compacta de ciclo transcrítico con gas cooler incorporado, o en formato rack con condensación indirecta de ciclo transcrítico o subcrítico,
- Simple o doble aspiración para producción simultánea de frío positivo y negativo,
- Ciclo en cascada, ofrece excelente rendimiento frigorífico en aplicaciones de baja temperatura (cámaras frigoríficas y túneles de congelación),
- Compresión paralela, en ciclos transcríticos mejora la eficiencia energética a alta temperatura ambiente,
- Economizador – subenfriador, mejora la eficiencia al enfriar la línea de líquido,
- Desescarche por gas caliente,
- Recuperación de calor, para ACS o calefacción.
- Grupo de emergencia para mantenimiento de CO2.
Tabla comparativa
A continuación se observa una tabla donde se comparan los distintos sistemas comentados:
| Aplicación recomendada (temperatura) | COP | Inversión inicial | Mantenimiento | Coste carga refrigerante | |
|---|---|---|---|---|---|
| 3pack (tricentral) | Positiva y negativa | +++ | +++ | +++ | +++ |
| ECO2CUBE | Negativa | +++ | +++ | ++ | + |
| Planta enfriadora + Waterloop | Positiva y negativa | ++ | ++ | + | + |
Con estos equipos ahorrarás hasta un 20% en la factura de la luz, uno de los principales costes de la refrigeración en el sector terciario.
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