SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO EN INSTALACIONES FRIGORIFICAS

Los equipos frigoríficos que se instalan en almacenes e instalaciones frigoríficas, se suelen implementar en base al pliego de condiciones establecido, por la dirección técnica de la obra y que debe atender a temas tan sensibles como, la estructura del edificio, la orientación y los accesos, el tipo de aislamiento térmico, su naturaleza y espesor, datos meteorológicos del lugar de la instalación, naturaleza, temperaturas requeridas de los productos a almacenar, embalajes, movimientos y manipulación de mercancías, normas o códigos de buenas prácticas, entre otras.

Los distintos sistemas de enfriamiento de una instalación frigorífica los podemos dividir según los siguientes criterios:

1. Por el balance frigorífico diario necesario.
2. Por la potencia frigorífica a instalar.
3. Por la elección del fluido frigorígeno.
4. Por la necesidad de implantación de nuevos fluidos frigorígenos.
5. Por la necesidad de enfriar por expansión directa o mediante fluidos frigorígenos. 

Balance Frigorífico Diario. Para establecer este balance frigorífico diario, es necesario sumar los balances individuales de distintos parámetros medidos en “kJ/24h” de los conceptos, entradas de calor por paredes, techos y suelos, entradas de calor por infiltraciones de aire durante la apertura de las puertas frigoríficas, equivalentes térmicos de elementos tales como, ventiladores de maquinaria de frío, carretillas elevadoras o luminarias, posibles aportes térmicos de los operarios, calor sensible que se debe eliminar en el almacenamiento de mercancías por utilización de paletas, envoltorios o embalajes hasta que obtengan su temperatura óptima de almacenamiento en frío, calor de respiración de los productos introducidos para almacenar, calor disipado en los ciclos de descarche, y valoración de los coeficientes necesarios de seguridad conforme a estándares industriales conocidos cuyos valores van a depender de el grado de precisión de las partidas recibidas o de deterioros o envejecimientos de la maquinaria del frío o de las instalaciones y tipos de aislamiento.

Potencia Frigorífica a Instalar. La potencia, que se ha de expresar en kW, debe ser la relación entre el balance idóneo y el número de horas de funcionamiento diario, que deba tener una cámara frigorífica y que va a depender, a su vez, de ciertas consideraciones, como por ejemplo, el tiempo de funcionamiento de los equipos frigoríficos para obtener las temperaturas requeridas, una vez alcanzadas estas temperaturas, sería necesario valorar adecuadamente los tiempos de funcionamiento y arrancada y paro de la maquinaria frigorífica para valorar los consumos y aportaciones energéticas necesarias. Valorar, así mismo, en situaciones de productos almacenados por sistema ultra-congelado, las horas mínimas necesarias de funcionamiento de la instalación ya que teóricamente al no haber movimientos de mercancías ni entradas ni salidas el mantenimiento térmico pasa a ser óptimo, y los consumos energéticos se sostienen muy considerablemente.

La elección de fluidos frigorígenos, regulada su utilización en el famoso “Protocolo de Montreal y sus revisiones”, nos referimos a los CFC R-11, R-12, R-113, R-114, R-115 y sus mezclas, han de ser rechazados por su total prohibición, e implantar la utilización de sus sustitutos, por un lado por ahorro de costes futuros por normativas locales o nacionales y por otro lado, el tema de prohibiciones legales de utilización regulada por normas en posteriores implantaciones.

Los nuevos Fluidos que se implantan en el mercado son:

• HFC 134a en sustitución del antiguo CFC-12. Es un buen candidato de sustitución por su excelente comportamiento ya que no afecta absolutamente nada a nuestra capa de Ozono (ODP nulo) y su GWP (Global Warming Potencial) que es de 0,27, lo que le convierte en un gas muy interesante en el caso de elevadas potencias frigoríficas propias de compresores centrífugos.
• HCFC 22 en sustitución del antiguo R-502. Este nuevo fluido, al contener cloro, tiene un impacto casi nulo en la capa de Ozono y su GWP (Global Warming Potencial) es de 0,35, lo que le convierte en un gas muy interesante en el caso de potencias frigoríficas de hasta -40º C y crea muy pocos problemas reales a los instaladores especialistas.
• HCFC 125 en sustitución del antiguo R-502. Su ODP es nulo pero su GWP (Global Warming Potencial) es de 0,58, es aun poco conocido y su producción industrial es aun reciente aunque su baja utilización viene dada por su aun baja eficiencia energética.
• R-717 o amoníaco. Refrigerante altamente utilizado y es la óptima solución a los almacenajes frigoríficos dado que su ODP, como su GWP son NULOS por el contrario es nocivo para los organismos vivos, se utiliza en compresores que trabajan alternativamente o con el sistema de tornillo, su máquina de absorción es muy económica, por tanto su utilización se está extendiendo muy masivamente.

Enfriar por expansión directa o mediante fluidos frigorígenos. El frío producido por la evaporación del fluido frigorígeno,  puede utilizarse o bien enfriando el aire directamente o los sistemas de congelación, o bien indirectamente enfriando un líquido incongelable que circula por las baterías frías. Este líquido puede estar compuesto por salmuera de cloruro de calcio, por solución acuosa de glicol o por fluidos de síntesis (siliconas). Se utilizan ambos sistemas pero la expansión directa es la más frecuentemente utilizada, por economía (no hay que enfriar vehículos intermedios) su consumo energético es menor, solamente hay un salto de temperatura, pero el sistema de fluido secundario permite acumular o crear una reserva de frío, que puede ser utilizada en situaciones de tarifa eléctrica reducida y estabilizar los picos de necesidad por variaciones térmicas de demanda extraordinaria. No hay que subestimar los riesgos de corrosión cuando se utiliza una salmuera como fluido secundario ya que su poder corrosivo puede no compensar su instalación.