Otros campos de aplicación donde se requiere el uso de sistemas de refrigeración son el aeroespacial, la superconductividad o la criogenia. A continuación, de forma esquemática, Inditer explica en este post cómo es el ciclo de refrigeración industrial.
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La refrigeración industrial | Inditer
La refrigeración industrial es uno de los grandes cimientos de nuestra sociedad. Mediante la producción de frío, es decir, gracias al proceso consistente en bajar o mantener la temperatura de un producto o espacio, es posible, el transporte y conservación de productos perecederos, así como una ingente cantidad de procesos industriales fundamentales para nuestro día a día.
Desde Inditer trabajamos cada día en componentes principales dentro del ciclo de refrigeración, gracias a su fabricación, en un amplio rango de producto, de cara a ajustarse siempre a las necesidades del cliente. Entre estos productos se encuentran Evaporador, Condensador y Gas cooler, situándonos a la vanguardia de la tecnología con el fin de mejorar el rendimiento, y con ello, la eficiencia de las instalaciones industriales de refrigeración.
¿Dónde podemos encontrar estos sistemas de refrigeración industrial?
La Refrigeración Industrial está presente en diferentes campos de aplicación:
- Industria alimentaria: Tareas de conservación de alimentos, maduración de productos (frutas), procesado de alimentos precocinados, industrias cárnicas, lácteos… Hay que destacar que actualmente se estima que un 70% de los alimentos se enfrían o se congelan, esto nos da la magnitud de la importancia del frío industrial en nuestra vida cotidiana.
- Transporte y distribución de alimentos: Es fundamental no romper la cadena de frío para preservar las características de los productos refrigerados.
- Medicina y salud: Es de vital importancia en muchos procesos sanitarios. A modo de ejemplo, la preservación de las vacunas entre 2ºC y 8ºC es necesaria para un correcto uso de estas.
- Industria Química: En este sector suelen ser necesarios los gases a presión a temperaturas especiales en la fabricación de orgánicos, inorgánicos, pigmentos, plásticos, fibras, productos químicos. En la industria del petróleo se usa también el frio en los sistemas de control de presión del vapor o para cambiar relaciones de solubilidad.
- Generación de energía: En ocasiones la generación de energía eléctrica se hace a través de equipos de combustión interna para los que es necesario sistemas de refrigeración específicos.
- Otros campos de aplicación donde se requiere el uso de sistemas de refrigeración son el aeroespacial, la superconductividad o la criogenia.
A continuación, de forma esquemática, Inditer explica en este post cómo es el ciclo de refrigeración industrial.
¿Qué es el ciclo de refrigeración industrial?
El ciclo de refrigeración consiste, gracias un conjunto de elementos, en absorber calor del medio que deseamos que sea refrigerado y transferir este calor posteriormente al ambiente mediante la circulación de un fluido refrigerante, generado mediante un trabajo. Este fluido refrigerante consta de unas características u otras en función del seleccionado, lo que le transfiere unas cualidades más o menos ventajosas a la hora de transmitir energía en unas determinadas condiciones de presión y temperatura. Es importante ser consciente sus limitaciones, así como su influencia en el medio que nos rodea, cumpliendo siempre con el Real Decreto 552/2019, “Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias”
Los componentes del ciclo de refrigeración básico, explicados en el siguiente apartado, hacen referencia a equipos por compresión (> 99% en la actualidad, por rendimiento y rango de aplicación); el 1% restante consistirían en equipos por absorción, generalmente agua – bromuro de litio, o aire.
Componentes del ciclo de refrigeración industrial
Los elementos básicos del ciclo de refrigeración son los siguientes:
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El compresor
Su función es la de comprimir los gases provenientes del evaporador, elevando con ello su presión y por tanto su temperatura. A la salida del compresor, estaremos a una presión elevada y con una temperatura por encima del foco caliente, por lo tanto, estaremos en disposición de que entre en el condensador. El trabajo realizado por el compresor penalizará el consumo de energía, siendo su dimensionamiento y control un parámetro fundamental para el rendimiento total de la instalación.
Existen diferentes tipos de compresores, siendo los más habituales en refrigeración los compresores de desplazamiento positivo, en particular los alternativos para bajas-medias potencias y los de tornillo para medias-altas potencias.
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El condensador
Es el elemento encargado de disipar la potencia calorífica absorbida en el evaporador y la potencia de compresión del compresor. Existen diferentes tipos de condensadores, destacando:
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- Torres de refrigeración (sistemas abiertos y cerrados)
- Condensador evaporativo
- Aerocondensador seco
- Gas Cooler, en el caso de CO2 como refrigerante, en régimen transcrítico
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La válvula de expansión
Su función es la de generar una caída de presión entre el condensador y el evaporador. A la válvula de expansión únicamente le puede llegar líquido, por lo que es habitual encontrar un recipiente de líquido a la salida del condensador para asegurarnos que no existe presencia de gas en la entrada de dicha válvula.
Actualmente las válvulas de expansión más habituales en refrigeración comercial e industrial son las termostáticas y electrónicas; con ellas, somos capaces de controlar el caudal de refrigerante que llegará al evaporador, y por tanto, el control de las condiciones de nuestro sistema. Este control, en el caso de expansión seca, recae en las sondas de temperatura y presión que regulan el recalentamiento a la salida del evaporador, evitando así el peligroso ingreso de líquido en la aspiración del compresor.
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El evaporador
Es el elemento encargado de absorber la energía térmica del medio a enfriar, aprovechando el cambio de estado (de líquido a gas), calor latente.Habitualmente son intercambiadores de tubo y aleta con ventilación forzada. Existen numerosas estructuras en función de su aplicación, siendo las más habituales:
- Evaporador cúbico
- Evaporador doble flujo o plafón
- Evaporador de bajo perfil
- Evaporador mural
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Elementos auxiliares
Hacer hincapié, que más allá de estos elementos básicos que siempre aparecen en cualquier sistema de refrigeración por compresión, podemos encontrarnos numerosos elementos auxiliares, siendo algunos de ellos:
Válvulas de cierre, corte y antirretorno, filtros deshidratadores, visor, recipientes de líquido, separadores de aceite, sifones, recipientes de líquido, eyectores, etc
Funcionamiento del ciclo de refrigeración industrial
De forma muy sintetizada, el funcionamiento del ciclo de refrigeración industrial es el siguiente:
El fluido refrigerante es aspirado por el compresor hasta la presión de condensación, en este proceso aumenta su presión y con ella su temperatura por encima de las condiciones ambientes. Para que sea factible este proceso, se requiere de un consumo eléctrico que permita esta compresión mecánica.
Una vez el refrigerante se encuentre en la presión de alta pasa al condensador. Es necesaria una diferencia de temperatura entre el foco caliente y la temperatura de evaporación. En función de esta diferencia, así como de los materiales del intercambiador, tendremos un equipo de uno u otro tamaño. En el condensador el fluido pasa de estado gaseoso a estado líquido, disipando este calor al exterior.
Este líquido a alta presión que sale del condensador entra en la válvula de expansión, que es la encargada, además del control de caudal en el sistema, de reducir la presión del refrigerante mediante un estrangulamiento hasta la presión de evaporación, también llamada presión de baja.
En el evaporador, se absorbe el calor del medio a enfriar aprovechando el calor latente existente en el cambio de fase, en este caso de líquido a gas. Es necesario, del mismo modo que en el condensador, un salto térmico entre foco frío y la temperatura de evaporación para que exista transferencia de calor.
Una vez que el refrigerante sale, en estado gaseoso, del evaporador, volvemos a entrar al compresor empezando de nuevo el ciclo.
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