No cualquier equipo de refrigeración es útil para todos los tipos de proyectos. Para determinar los elementos que conforman un sistema industrial o comercial, es necesario una ingeniería especializada que determine los factores indispensables para satisfacer sus necesidades específicas.
Tal como funciona el cuerpo de los seres vivos, los sistemas de refrigeración están formados por diferentes partes que cumplen una función y que trabajan al mismo tiempo para procurar el desarrollo de su vida. Por lo tanto, un sistema industrial o comercial es único y se conforma de varios equipos complementarios entre sí.
Retomando la analogía anterior, el organismo de los seres vivos se compone de sistemas básicos que se repiten en todos los cuerpos: sistema respiratorio, digestivo, nervioso etc. De manera similar, todo proyecto de refrigeración necesita realizar 4 procesos para producir el ciclo de calor y enfriamiento:
Por otra parte, cada sistema de refrigeración cuenta con 4 equipos básicos que realizan cada uno de los procesos anteriores en un ciclo infinito. Estos son:
Todos los proyectos de refrigeración, desde un aire acondicionado a una planta empacadora de aguacate, necesitan estos 4 sistemas para funcionar. Sin embargo sus dimensiones, especificaciones técnicas y ensamblaje deben ser diseñadas bajo la supervisión de un ingeniero especializado.
Para que el ciclo de refrigeración pueda completarse, se utilizan diferentes componentes y sus respectivos accesorios que trabajan complementariamente.
En este punto se agrega un elemento fundamental para lograr el ciclo del frío: el refrigerante. Esta es una sustancia química cuyas propiedades le permiten absorber el calor de un cuerpo a otro, provocando que descienda su temperatura.
Cada equipo de refrigeración manipula y transforma el refrigerante y lo transforma de estado de líquido a gaseoso provocando que en este proceso químico se “absorba” el calor de los productos (alimentos, sustancias químicas, etc) y se expulse al exterior.
Ahora bien, una vez teniendo claro los conceptos principales que involucran los sistemas de refrigeración, es momento de aclarar la función que realiza cada uno de los equipos básicos de refrigeración industrial y comercial.
En el mundo de la refrigeración existen proyectos completos que combinan todos o algunos de estos equipos para realizar funciones en algunos tipos de industrias. A la par de ellos, se utilizan varios accesorios que apoyan o complementan las funciones de cada una de las unidades, los cuales más adelante conoceremos.
A continuación te presentamos los equipos, componentes y accesorios básicos utilizados en los sistemas de refrigeración:
Recordemos que dentro del ciclo de refrigeración, el compresor es el encargado del flujo del refrigerante por todo el sistema, elevando la presión de evaporación hasta una presión de condensación.
Compresión > Condensación > Expansión > Evaporación
*Diagrama representativo del proceso de compresión dentro del ciclo de refrigeración.
Este es un equipo cuya implementación en un proyecto requiere de un cuidadoso cálculo por parte de un experto en refrigeración.
A continuación te presentamos las diferentes tecnologías que existen para el compresor, todas ellas para refrigerantes estándar.
◆ Compresores Recíprocos o de Pistón
Son los más utilizados en el mercado. Se caracterizan por un sistema de bujía que acciona pistones de compresión, semejantes a los motores de combustión interna.
Los Compresores de Pistón pueden ser utilizados con refrigerantes estándar, como lo son:
◆ Compresor de Tornillo
La compresión del refrigerante se realiza por dos rotores en forma de tornillo sin punta final que encajan perfectamente entre sí. El refrigerante se conduce por medio de roscas a lo largo del eje, aumenta la presión y se descarga cuando llega al extremo de los dos rotores.
Ideal para refrigerantes estándar o hidrocarburos como Propano.
◆ Compresor Scroll
Comprime el fluido refrigerante por medio de dos rotores en forma de espiral (o caracol). Una de estas espirales es fija y la otra móvil. En su movimiento de rotación comprime el fluido hacia el centro de las espirales donde es progresivamente reducido hasta su descarga.
Ideal para refrigerantes estándar y R410A.
◆ Características y componentes importantes sobre Compresores Scroll
NO DEJES DE LEERLos Racks de Compresores son sistemas de refrigeración automatizados y fabricados con compresores múltiples que se instalan paralelamente.
Su diseño permite un mejor ahorro de energía comparada con su capacidad frigorífica.
Son equipos usados principalmente en la conservación de alimentos en la refrigeración comercial: carnes, pescados, frutas, bebidas, lácteos, etc.
Entre sus ventajas se encuentran:
Su diseño puede ser de varias potencias frigoríficas:
Desde el siglo XIX, Gea ha desarrollado una amplia gama de compresores para la refrigeración industrial. Los diseños de compresión se basan en 4 factores clave:
El programa de compresores industriales de GEA incluye Compresores de Tornillo y de Pistón de tipo abierto, además de Racks de Compresores.
Gea se mantiene como una empresa líder en el desarrollo de tecnología de compresión para la refrigeración industrial y comercial por su especial interés en desarrollar equipos que faciliten el mantenimiento preventivo y correctivo en los sistemas de refrigeración donde participa.
Estamos en una etapa crucial para el ciclo de refrigeración: la condensación del refrigerante que recupera su estado líquido y elimina el calor absorbido por el evaporador.
En esta etapa el fluido refrigerante pierde calor por intercambio térmico con otro fluido lo que provoca que se condense.
Cuando el refrigerante es líquido nuevamente, es impulsado por el sistema de expansión que permite reproducir todo el ciclo de nuevo.
Es importante resaltar que cuando un condensador está acompañado de un motor ventilador y un compresor estamos hablando de una Unidad Condensadora.
El tamaño de un sistema de refrigeración determina la capacidad, el tamaño y las características que nos harán elegir la Unidad Condensadora más adecuada.
Los Condensadores básicos de un sistema de refrigeración pueden ser de 3 tipos:
Además de participar en el proceso de condensación, las Unidades Condensadoras también agregan la compresión dentro de su misma estructura.
Existen diferentes equipos de Unidades Condensadoras, nuestra principal referencia y recomendación es la tecnología de la marca Krack.
En su historia, Krack se ha caracterizado por el desarrollo, la manufacturación, servicios y venta de equipo de intercambio de calor y actualmente ocupa una de las empresas con mayor liderazgo en el ramo.
La línea de Unidades Condensadoras Krack tienen diversas ventajas estratégicas. Estás son algunos modelos más usados y sus principales características:
La serie H de Unidades Condensadoras Krack, son óptimas para su uso interior o exterior ya que ofrece resistencia a condiciones de intemperie.
En caso de ser empleadas dentro de cámaras de refrigeración para supermercados, esta serie cuenta con base opcional de alta resistencia.
Si deseas conocer más de estas unidades y saber qué tipo de Condensador Krack necesitas, sólo haz click en el enlace.
Para seleccionar la Unidad Condensadora apropiada, debe tomarse en cuenta la potencia frigorífica de otros sistemas, como el de expansión y compresión. De igual manera, se consideran factores ambientales, geográficos y el tipo de aplicación para el que se necesitan.
Al igual que cualquier otro equipo de refrigeración, depende de un experto que compruebe la compatibilidad del equipo de condensación con los otros sistemas del proyecto.
Para ello, los mismos fabricantes entregan tablas de productos donde se puede comparar las potencias, energía necesaria y otros números que se comparan y se complementan con otros sistemas. De esta forma se toman decisiones de acuerdo a tu industria y proyecto específico.
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Anteriormente señalamos que el sistema de expansión es el encargado de enviar el refrigerante al evaporador, para ello le aplica presión y lo transforma en pequeñas gotas de líquido que facilita su evaporación (similar al proceso que sucede con los atomizadores).
El equipo central de este sistema se compone generalmente por una Válvula de Expansión, diseñadas con gran precisión y con un sofisticado mecanismo de presión.
Este sistema de expansión controla el flujo de refrigerante que ingresa en estado líquido al evaporador y sostiene un sobrecalentamiento constante a la salida de este.
Para proyectos más pequeños de menor potencia frigorífica se usa un tubo capilar que a lo largo va volviendo más estrechas sus paredes para presionar de forma natural al fluido.
El tipo de válvulas es muy diverso, cuya sofisticación tecnológica será definida por las necesidades de los sistemas de enfriamiento.
De igual manera, la VET controla el recalentamiento, esto es la diferencia entre la temperatura real del refrigerante y su temperatura de saturación correspondiente a la presión de succión en el lugar del bulbo sensor. Controlando el recalentamiento, la Válvula mantiene activa casi toda la superficie del Evaporador, al mismo tiempo que evita el regreso de refrigerante líquido al Compresor.
Consiste en una Válvula de Expansión Termostática estándar con un elemento Level Master. La combinación da origen a un control de nivel de líquido muy efectivo con un dispositivo de expansión estándar.
Conoce más sobre las válvulas de expansión
Como todo equipo básico necesario para el ciclo de refrigeración, debemos considerar las características de nuestro proyecto para determinar el tipo de Válvula Termostática que necesitaremos.
Para cotizar y definir el tipo de Válvula de Expansión que necesita nuestro proyecto, debemos tomar a consideración 3 puntos fundamentales:
Un sistema de enfriamiento sencillo como el aire acondicionado, puede usar un tubo capilar, ya que es un componente que aplican presión al refrigerante debido a su propia forma.
Para sistemas complejos, tal vez necesitaremos una Válvula de Expansión que cuente con su propio sistema de medición de temperatura para hacer frente a las variaciones de compresión y evaporación que puedan presentarse en el funcionamiento normal de los sistemas de refrigeración.
Recordemos que durante el proceso de ingeniería, un experto en refrigeración toma en cuenta los requerimientos de cada uno de los equipos, y con información técnica de los fabricantes se asegura que sean complementarios con los otros que conforman los sistemas de enfriamiento.
¿Qué es el evaporador? Como establecimos anteriormente, este equipo es el encargado de evaporar el líquido refrigerante, eliminando de esta manera el calor de los productos o el espacio que se desea refrigerar.
El calor residual es eliminado mientras el refrigerante continúa su vida útil en el ciclo de la refrigeración.
El refrigerante es esencial para definir todos los equipos de el sistema. Por ejemplo, los evaporadores para refrigerantes fluorados o CO2, se instalan con tubería de cobre y aletas de aluminio. Por otro lado, los evaporadores que emplean el amoniaco como refrigerante, deben ser de acero inoxidable.
NO DEJES DE LEEREl evaporador necesario para el tamaño del cuarto frío o de tu proyecto de refrigeración, debe tener la potencia y alcance suficientes para cubrir la totalidad del producto. Las características de su alcance o “flecha” vienen especificadas en el catálogo de cada equipo de evaporación.
Recuerda que es el ingeniero experto en refrigeración quien debe determinar la cantidad, las dimensiones y la distribución de los evaporadores en el área.
Los evaporadores pueden colocarse de diversas maneras, pueden estar en línea, intercalados o de lado a lado. La distribución de los evaporadores se realiza para que cada cubra un área que el otro no puede cubrir. Importante: Nunca se colocan uno frente al otro.
Es necesario realizar un cálculo entre el área a refrigerar con el alcance frigorífico para determinar cuántos y qué tipos de evaporadores son necesarios para el proyecto.
El resultado es la potencia frigorífica requerida para un cuarto frío u otro proyecto de refrigeración.
Con las necesidades frigoríficas delimitadas se podrá elegir el tipo de Condensador y la cantidad de ventiladores que necesitaremos, así como sus dimensiones.
Se debe tomar en cuenta que los ventiladores de menor diámetro tienen menor potencia y por lo tanto se necesitan más para alcanzar el potencial frigorífico necesario.
La línea de Evaporadores SGS Krack ha tenido actualizaciones interesantes para la industria de la refrigeración.
Recientemente en marzo de 2018, la compañía dio a conocer las mejoras en la línea que incluyen un menor peso, mejores materiales y un diseño novedoso.
Cabe comentar que cada modelo de Evaporador tiene sus propias características dependiendo su aplicación.
Sin embargo los nuevos modelos consideran actualmente una estructura menos pesada, con diversidad de potencias de motor, protección al ambiente y facilidades de mantenimiento.Algunas de sus características son:
El Chiller enfriado por agua tiene una mayor potencia de enfriamiento. Se usa en aplicaciones mayores como edificios o en algunas industrias. Debido a que este equipo produce un menor impacto ambiental, su uso está más extendido.
La unidad básica de Chiller enfriado por agua cuenta con los siguientes elementos: Compresor > Evaporador > Condensador.
Conoce más sobre el Chiller enfriado por aire
Drake Refrigeration, Inc. es una marca líder en fabricación de unidades de Chillers de agua y aire desde 1972. Presenta líneas completas que van desde ¼ a 200 hp (caballos de fuerza) y de ¼ a 60 toneladas de peso, dependiendo la necesidad de cada sistema.
Las aplicaciones para los Chillers Drake incluyen:
Los costos de un Chiller dependen principalmente de 2 factores principales que debes considerar:
Con estas cantidades, un ingeniero en refrigeración puede calcular algunos criterios que serán esenciales para la implementación o aplicación del equipo:
Recuerda que también es primordial examinar las condiciones ambientales donde se instalará el equipo.
Una vez que la evaporación permite captar el calor del ambiente, es necesario que el Condensador reciba el gas refrigerante a presión lo que disminuye la temperatura de este para convertirlo en líquido.
Compresión > Condensación > Expansión > Evaporación
Como hemos visto anteriormente, la condensación es una parte fundamental del ciclo de refrigeración y para este proceso se realiza un intercambio térmico entre dos fluidos.
En el Condensador se produce un intercambio de calor y para realizar este proceso existen diferentes equipos cuya selección depende de los requerimientos de un proyecto de refrigeración.
Uno de los equipo más eficientes para lograr el intercambio de calor, son los Intercambiadores de Calor de Placas.
Cuando hablamos de un Intercambiador de Calor de Placas nos referimos a un elemento tecnológico dentro de un sistema de refrigeración que realiza un intercambio térmico o transferencia de calor entre dos fluidos por medio de un conjunto de placas metálicas alineadas entre sí.
La tecnología de intercambio de calor realizado por placas realiza las siguientes funciones:
Alfa Laval es una empresa sueca con más de 100 años de historia, la cual inició la industria al inventar el primer Intercambiador de Calor del mundo.
A principios de los años 2000, Alfa Laval desarrolló y lanzó al mercado un Intercambiador de Calor hecho de 100% acero inoxidable llamado AlfaNova. Este es el primer intercambiador de su tipo en el mundo, las placas corrugadas se fusionan utilizando una tecnología innovadora patentada por Alfa Laval llamada Alfa- Fusión.
Los resultados de este proceso son placas con una microestructura homogénea en todos los Intercambiadores de Calor que brindan robustez, higiene y alta resistencia a la corrosión.
El AlfaNova está diseñado para manejar tareas exigentes en un amplio espectro de aplicaciones y utilidades industriales.
Estos son algunos ejemplos de aplicaciones en los que puede estar presente esta tecnología de intercambio de calor:
Para realizar la cotización del diseño de un Intercambiador se necesitan considerar varios factores, los más importantes son:
Recordemos que los fluidos refrigerantes son aquellos que por su sustancia química, son capaces de absorber el calor del ambiente y eliminarlo mediante el ciclo del frío.
Para lograr el intercambio térmico entre dos fluidos, se usa un fluido refrigerante primario (o frigorígeno): que puede ser un hidrocarburo (metano, etano, propano, etc.), Halocarburo (R11, R12, R22, etc.), entre otros.
También participa un fluido secundario (o frigorífero) que funciona como sustancia intermedia para transportar el calor (agua, salmuera, aire, entre otros).
Para cotizar un diseño de Intercambiador de Calor de Placas es necesario contar con información real que será analizada por un experto de refrigeración que recomiende el diseño y el tipo de materiales necesarios.
Los Paneles de Aislamiento Térmico son elementos importantes para la conservación de productos de los cuartos fríos (también conocidos como cámaras frigoríficas o cavas de refrigeración industrial).
Para su diseño, debemos considerar la humedad relativa y la carga térmica dentro de una habitación fría, de esta manera se determina el material y el tipo de panel que necesitamos para conservar la temperatura óptima de nuestro sistema de refrigeración.
Para usos térmicos en sistemas de refrigeración, los Paneles Aislantes son generalmente hechos con espumas de poliuretanos PUR y PIR.
Las ventajas de este tipo de materiales son:
En años recientes, la fusión de dos empresas crearon una de las marcas más confiables en la industria de la refrigeración para la creación de Paneles Aislantes.
La marca Isocindu es el resultado de la fusión entre la marca ISOPAN, dedicada a la producción de tecnología térmica y CINDU, empresa especializada en diseño, y comercialización de materiales que funcionan como aislante térmico.
Sus prioridades van desde la realización de paredes de gran eficiencia y el cuidado al medio ambiente durante el proceso de elaboración. De su línea de paneles destacan dos productos:
Es un Panel tipo sándwich de revestimiento empleado para uso de pared en edificios industriales y comerciales. Tiene las siguientes características:
¿Necesitas Más información sobre
Panel Aislante — Isoparate Box?
¿Necesitas más información
sobre Panel Aislante - Isocop 4?
Las dimensiones de una cámara son determinantes para considerar la cantidad de paneles y su elaboración a la medida de dichos requerimientos.
El poliuretano es un material que ha demostrado ser de gran eficiencia para los proyectos de refrigeración.
Ahora bien, ¿cómo se determina el espesor de un Panel de Aislamiento? Se requiere basarse en las necesidades frigoríficas, la temperatura ambiental de la locación y las entradas de calor del lugar donde se encuentra el cuarto frío.
Tomando en cuenta todas las características de un proyecto de refrigeración, se determina las necesidades térmicas que deben conservar los paneles de nuestro cuarto frío.
Es importante tomar en cuenta que siempre habrá pérdidas térmicas en las cámaras, debido al traslado y movimiento de productos, la cantidad de personal en el área de trabajo y a la apertura y cierre de puertas.
Tomando en cuenta los requisitos térmicos de una cámara frigorífica, existen diferentes temperaturas ideales para la conservación de productos, así mismo los Paneles Aislantes deben soportar un margen de fluctuación de dichas temperaturas.
En esta imagen se pueden observar la curva de calor necesaria dentro de un cuarto frío con Paneles Aislantes.
Si te queda alguna duda sobre cómo cotizar el panel aislante más adecuado para tu proyecto de refrigeración, no dudes en consultar con nuestros ingenieros especializados.
Dentro de los 4 equipos básicos que permiten el ciclo del frío en los sistemas de refrigeración, existen accesorios que refuerzan o protegen el funcionamiento de los mismos.
Algunos son para facilitar u optimizar su funcionamiento y su requerimiento es determinado de acuerdo a las características de cada proyecto.
Estos son algunos de los principales accesorios que varían en modelo, forma y capacidad de algún sistema en particular.
Estos dispositivos secundarios incluyen también sensores y controladores que permiten operar los equipos. Vamos a conocerlos.
El diseño de un proyecto de refrigeración es una de las partes más sensibles, ya que toma en cuenta numerosos factores, el descuido de alguno de ellos puede repercutir en el funcionamiento total del sistema.
Entre los elementos que se estudian para diseñar un sistema de refrigeración se encuentran:
Ingenieros de Froztec instalando un sistema de refrigeración industrial.
Para la instalación es necesario tener atención al detalle:
Lamentablemente los errores de operación son los más comunes y son provocados por la falta de capacitación apropiada para el manejo de los equipos de refrigeración.
Negligencia en la supervisión de los indicadores y falta de aprobación para presupuestar un plan de mantenimiento preventivo son los orígenes de la mayor parte de los problemas de la operación.
La supervisión de los equipos por un experto en refrigeración es fundamental para evitar mermas en productos y pérdidas económicas para el negocio.
El encargado de aprobar el presupuesto para la supervisión y manejo de los sistemas, debe tener en cuenta los indicadores clave para tomar decisiones de inversión.
Con los equipos de refrigeración ocurre lo mismo que en el proceso de comprar y mantener un automóvil en excelentes condiciones, puedes hacer caso omiso de problemas que no parecen importantes en lo inmediato, sin embargo, el ahorro en reparaciones pequeñas puede provocar grandes gastos en el mediano y largo plazo, sobre todo en la instalación de sistemas de refrigeración industrial.
Para un contratista es un reto importante crear conciencia al usuario final sobre la importancia de la supervisión, el mantenimiento de los equipos y usar los componentes apropiados, aunque eso implique una inversión adicional.
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Existen diferentes maneras de concebir el mantenimiento, a continuación te explicamos los más relevantes de acuerdo a los manuales de ingeniería más estudiados:
Como su nombre lo indica, se trata de un mantenimiento que se realiza después que aparece una falla en el equipo. Los procedimientos que se apliquen deben ser llevados por un profesional que recupere el bien. Para reducir la incidencia de fallas es posible realizar un plan de mantenimiento predictivo.
Un plan de mantenimiento predictivo sirve para detectar futuras fallas que puedan ocasionar mayores pérdidas de tiempo y mermas por equipo detenido.
Para su desarrollo se realizan distintos análisis:
Si bien, cada industria es diferente, en un sistema de refrigeración, el Mantenimiento Productivo Total (T.P.M.) atiende a estas fallas, implementando procesos, capacitaciones e involucrando a todo el personal de una planta de refrigeración industrial o comercial.
Entre sus medidas incluyen:
El Mantenimiento Productivo Total (T.P.M.) simplemente toma los beneficios de cada tipo de mantenimiento para crear una filosofía de eficiencia para el control de calidad de una cadena de frío.
La complejidad se resuelve con experiencia, análisis y conocimiento en la tecnología que usamos para el propósito que la necesitamos.
Te invitamos solicitar la asesoría especializada para tu proyecto de refrigeración, no importa en donde te encuentres, contamos con expertos a lo largo de América Latina.
Conoce más de nuestra historia, suscríbete a nuestro blog “Piensa en frío”: donde abordamos diferentes puntos con mayor profundidad para que conozcas un poco más de equipos y procesos importantes para la situación actual de la refrigeración industrial.
O si así lo prefieres puedes contactarnos para un asesoría personalizada. Esperamos servirte para concretar el proyecto de refrigeración que necesitas.
