Según el Instituto Internacional de Refrigeración, alredor de 20% del potencial de calentamiento global de los sistemas de refrigeración y de aire acondicionado proviene de las fugas (emisiones directas), mientras que alredor de 80% resultada de su consumo de energía (emisiones indirectas). Actualmente, los sistemas de refrigeración consumen alredor del 15% de la energía eléctrica mundial, así que la reducción de su demanda energética sería una contribución importante a la reducción del potencial de calentamiento global.

En este contexto, los refrigerantes naturales tienen especial importancia, principalmente el amoniaco, el dióxido de carbono e los hidrocarburos, que son altamente eficientes y inocuos para el clima. Sin embargo, los hidrocarburos, como el propano, propeno y el iso-butano también tienen excelentes propiedades termodinámicas. Los sistemas de refrigeración y de aire acondicionado alimentados a estos refrigerantes son particularmente eficientes. Diversos testes han confirmado el ahorro de la energía entre un 10 y un 30% en comparación con los sistemas alimentados a refrigerantes HFC.

Además, algunos hidrocarburos pueden también ser utilizados como una solución inmediata para los refrigerantes sintéticos. Por ejemplo, el propano (R290) y el propeno (R1270) tienen un comportamiento termodinámico similar al refrigerante HCFC R22. Todos ellos utilizan la misma tecnología, lo que significa que muchos de sus componentes son compatibles. Para altas temperaturas o niveles más elevados de humedad, el propano y el propileno son más eficientes que el R22.

Tornar los sistemas de climatización más ecológicos

El fabricante Chino de sistemas de climatización Gree Electric Appliances es una de las empresas que recorren al gas propano para sustituir el R22 y el R410A en los nuevos sistemas. Los chinos utilizan el HCFC R22 como refrigerante estándar, pero estos refrigerantes contribuen significativamente al calentamiento global, así como para la destrucción de la capa de ozono.

Además, los sistemas de climatización son consideravelmente más eficientes que los modelos alimentados a R22 y a R410A, y requieren una menor masa de materiales para el sistema. La sustitución del refrigerante permetirá un ahorro de 560.000 toneladas de equivalentes de dióxido de carbono en las emisiones directas durante toda la vida útil de los sistemas de climatización. A esto hay que añadir otras 320.000 toneladas de equivalentes de dióxido de carbono en las emisiones indirectas ahorradas debido a la eficiencia energética de los sistemas. Para el consumidor final, esto representa una reducción de las facturas de electricidad.

Almacenamiento de Frutas – Como retrasar la maduración de la fruta

Empresas en otras industrias también están optando por utilizar los hidrocarburos, tales como el fruticultor británico Mansfields. Las empresa almacena manzanas y cerezas en una atmósfera controlada de modo a que la fruta esté fresca y disponible durante todo el año. Los sistemas innovadores de medición, control y refrigeración controlan la temperatura, la humedad, el oxígeno y los niveles de dióxido de carbono del almacen, manteniendo las frutas y hortalizas frescas y evitando su maduración.

Mansfields precisava de un sistema de refrigeración eficiente, sin HFC para el almacén en Chartham, cerca de Canterbury. Los expertos de refrigeración International Controlled Atmosphere Storage y SRS Frigadon diseñaron un sistema alimentado a gas propano con una potencia de 1,150 kW.

En estos casos se utiliza una mezcla de agua y sal como refrigerante secundario. El circuito se llena con 30.000 litros y opera a una presión de sólo 1.5 bar para enfriar el fluido de la transferencia de calor hasta los -3°C. La mistura es bombeada a las 36 camaras frigorificas con temperatura controlada entre los -0,5°C y los 1,5°C. Esto evita la interrupción del proceso de refrigeración para que la mistura absorba  el calor, utilizado posteriormente para el proceso de descongelación. Este método evita que los productos refrigerados absorban calor innecesario y ahorra energía. El diseño del sistema reduce al mínimo la cantidad de refrigerante y garantiza un ESEER (Coeficiente Europeo de Rendimiento Energético Estacional) de más de 4.2, aunque basado en las condiciones locales el COP estacional real (coeficiente de rendimiento) sea de alrededor de 6.

Apoyo a la investigación biotecnológica

Un proceso fundamental en la investigación y la producción de productos biotecnológicos es la congelación y descongelación de las sustancias para su transporte y almacenamiento. En la empresa farmacéutica Roche, esto se realiza en tanques con un volumen de 300 l, refrigerados a -40°C en un entorno inocuo. Aquí, la empresa necesitava de un sistema de refrigeración eficaz para lidar con los cambios de temperatura entre los -50 y los 130ºC con una precisión de +/- 1 K, con drenaje automático y el llenado automático del chaleco refrigerador del tanque.

Además, el cumplimiento con la Directrices de Roche para la Protección del Medio Ambiente restringió la selección de los refrigerantes a las sustancias que protegen la capa de ozono y el clima. Para cumplir con estos requisitos, Peter Huber Kältemaschinenbau desarrolló un enfriador que funciona con una carga de 1.8 kg de propeno. El elemento principal del sistema es un compresor semi-hermético alternativo de doble etapa de la marca Bitzer, diseñado para usar propeno. Después de disminuir la temperatura entre los -60 y -30°C, el propano refrigera el aceite de silicona que circula en el chaleco refrigerador.

El concepto de seguridad del sistema consiste en circuitos de refrigeración independientes en varias secciones para que en el caso de una rotura en la tubería, se limite cualquier fuga de refrigerante a la sección afectada. Los componentes adicionales del sistema de refrigeración incluyen un intercambiador de calor a placas actuando como un evaporador, un condensador coaxial refrigerado y una unidad de control basada en la tecnología Modbus.

Tan seguro como las estaciones de servicio

"Estos casos demuestran que los hidrocarburos no halogenados son adecuados para la refrigeración en muchas areas distintas", dijo Monika Witt, Presidenta de eurammon, la iniciativa europea para refrigerantes naturales. "Sin embargo, es necesario cumplir con determinados requisitos cuando se utilizan estas sustancias. En la fase de planificación, es necesario identificar y eliminar las potenciales fuentes de ignición. Los sistemas deben ser diseñados a fin de evitar fugas: esto incluye la reducción del número de juntas y la aplicación de protección adecuada contra la corrosión", añadió Monika Witt. "En la medida de lo posible, el sistema de refrigeración debe estar instalado en el techo o equipado con un sistema de detección de gas y de ventilación para que el gas pueda ser expulsado en el caso de existir una fuga. Todos los componentes que contengan refrigerante deben estar claramente identificados como tal a fin de asegurar que los técnicos de servicio estéen debidamente informados y puedan así tomar las precauciones necesarias. Pero, aún que la inflamabilidad de los hidrocarburos represente el mayor desafío, estas sustancias se pueden todavía manejar de forma segura, como podemos verificar diariamente en las estaciones de servicio de todo el mundo."

Fuente: eurammon

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