Este reto, traerá nuevas arquitecturas y configuraciones frigoríficas, y para ello utilizaremos componentes utilizados en equipos actuales, a la vez, incorporaremos otros procedentes de nuevos desarrollos y serán incluidos otros procedentes de aplicaciones industriales externas a la refrigeración.

Considerando estas incertidumbres, los controles de refrigeración utilizados, deben estar diseñados con una gran flexibilidad y capacidad de adaptación, para acoplarse a las distintas aplicaciones en los diferentes entornos en los que tienen que trabajar y evitar de esta forma una pronta obsolescencia.    

El mayor condicionante para la refrigeración viene de consideraciones medioambientales asociadas al calentamiento global, el cual pese al escepticismo inicial, ha calado y ha sido asumido prácticamente por todo el mundo y aunque siguen existiendo escépticos, incluso estos han asumido que aunque solo sea por la duda razonable, es necesario tomar medidas para frenar el cambio climático. De aquí, se pasa a la transposición legal en forma de acuerdos internacionales, leyes, normativas y reglamentos, lo cual obliga a todos los actores involucrados en el proceso frigorífico a cumplir y trabajar tal como se indica en dichos reglamentos.

Aunque de hecho es una consecuencia medioambiental, la eficiencia energética, definida por muchos como una nueva forma y fuente de energía, es otro de los marcadores en las tendencias en el diseño de los circuitos de refrigeración. A cualquier sistema de refrigeración nuevo, se le suele exigir que sea al menos tan eficiente energéticamente como los sistemas a los que va a sustituir. 

Estos dos factores, medioambiente y eficiencia energética, están marcando el desarrollo de todos los componentes utilizados en los circuitos frigoríficos. Entre ellos se encuentran los controles de refrigeración, pero antes de hablar de ellos, conviene recordar como otros componentes como compresores e intercambiadores de calor pueden verse afectados, ya que sus configuraciones condicionarán las estrategias de control. 

Indicar también, que las diferencias regionales en el mundo, con distintos niveles de desarrollo y distintas pautas normativas, provocarán particularizaciones en el desarrollo tecnológico de los sistemas de refrigeración. Lo único que parece claro es el predominio del ciclo de compresión utilizado hasta el día de hoy, si bien sistemas diferentes (absorción, termoeléctrico, etc.) pueden aparecer y ganar participación en el mercado.

CONDICIONANTES MEDIOAMBIENTALES

Los gases HFC, utilizados como refrigerantes, tienen un gran efecto invernadero con una gran contribución al cambio climático. Su uso se reducirá gradualmente y se deben encontrar alternativas. 

En cuanto a los refrigerantes sostenibles a largo plazo, en Danfoss se consideran tres parámetros principales que se deben alinear para lograr un equilibrio real y sostenible: asequibilidad, seguridad y respeto al medio ambiente. Al tomar decisiones con estos factores al construir un sistema, rara vez se encuentra el equilibrio en un único refrigerante. La selección de nuevas opciones implica inversiones, costos y cargas, pero creemos que con un enfoque innovador se abren puertas a nuevas oportunidades. Si bien se pueden diseñar soluciones sostenibles, deben considerarse factores complementarios para ver si las nuevas soluciones de refrigerantes son viables. 

Para facilitar el análisis, se ha desarrollado el modelo de las siete fuerzas que permite identificar los factores que permiten y facilitan la introducción de nuevas tecnologías, así como los frenos y barreras que impiden su implementación. 

Asociadas con los tres vértices del triángulo asequibilidad, seguridad y respeto al medio ambiente, aparece el desglose de las siete fuerzas relacionadas con aspectos económicos, que limitan la introducción y factores culturales como el conocimiento, la educación y legislación que los pueden favorecer. Cuando los factores tecnológicos y culturales vencen los económicos la tendencia es la introducción de nuevas tecnologías. En costes económicos se incluyen los asociados a la inversión en investigación en el desarrollo de productos, en el coste del ciclo de vida, los asociados a la creación de la instalación y su funcionamiento durante toda su vida útil, en complejidad, las dificultades de los procesos de fabricación de nuevas tecnologías, así como su introducción en el mercado (marketing). En los factores culturales, el riesgo percibido indica la diferencia entre el riesgo pensado y el real de uso de un producto, las facultades del mercado indica las competencias del mercado en adoptar soluciones que utilicen nuevas tecnologías y productos, las posibilidades técnicas indican la capacidad y competencia para desarrollar nuevos productos y la legislación y estándares, también incluye las prohibiciones, multas y subvenciones asociadas a la introducción de nuevas tecnologías y al abandono de las viejas menos eficientes.

La regulación, legislación, reglamentos y estándares tanto a nivel nacional como internacional son los mayores marcadores de tendencias.

La figura 2 muestra una visión general de las reducciones o supresiones graduales que ya se han impuesto a la industria y algunas proyecciones posibles para el futuro. Las medidas para conseguirlo, voluntarias o impuestas, significa poner límites dentro del mercado. 

Aunque los limites de uso de HFC, según el nivel de desarrollo de los distintos países del mundo, inducen a pensar en medidas proteccionistas más que en la protección del medio ambiente (al igual que en el pasado lo fueron las homologaciones técnicas y después las de producción), están siendo el motor real de cambio de tecnologías en refrigeración.

Si bien la seguridad sigue siendo un criterio imprescindible al seleccionar los refrigerantes utilizados, el respeto al medio ambiente aumenta peso en la toma de decisiones, lo cual conduce a la utilización de refrigerantes con distintos niveles de inflamabilidad. Tras la inclusión en los estándares de refrigerantes ligeramente inflamables A2L, estos están llamados a jugar un rol importante en la refrigeración y el aire acondicionado tal como muestras las tendencias actuales. 

Los gases HFC, utilizados como refrigerantes, tienen un gran efecto invernadero con una gran contribución al cambio climático. Su uso se reducirá gradualmente y se deben encontrar alternativas. 

En cuanto a los refrigerantes sostenibles a largo plazo, en Danfoss se consideran tres parámetros principales que se deben alinear para lograr un equilibrio real y sostenible: asequibilidad, seguridad y respeto al medio ambiente. Al tomar decisiones con estos factores al construir un sistema, rara vez se encuentra el equilibrio en un único refrigerante. La selección de nuevas opciones implica inversiones, costos y cargas, pero creemos que con un enfoque innovador se abren puertas a nuevas oportunidades. Si bien se pueden diseñar soluciones sostenibles, deben considerarse factores complementarios para ver si las nuevas soluciones de refrigerantes son viables. 

Para facilitar el análisis, se ha desarrollado el modelo de las siete fuerzas que permite identificar los factores que permiten y facilitan la introducción de nuevas tecnologías, así como los frenos y barreras que impiden su implementación. 

Asociadas con los tres vértices del triángulo asequibilidad, seguridad y respeto al medio ambiente, aparece el desglose de las siete fuerzas relacionadas con aspectos económicos, que limitan la introducción y factores culturales como el conocimiento, la educación y legislación que los pueden favorecer. Cuando los factores tecnológicos y culturales vencen los económicos la tendencia es la introducción de nuevas tecnologías. En costes económicos se incluyen los asociados a la inversión en investigación en el desarrollo de productos, en el coste del ciclo de vida, los asociados a la creación de la instalación y su funcionamiento durante toda su vida útil, en complejidad, las dificultades de los procesos de fabricación de nuevas tecnologías, así como su introducción en el mercado (marketing). En los factores culturales, el riesgo percibido indica la diferencia entre el riesgo pensado y el real de uso de un producto, las facultades del mercado indica las competencias del mercado en adoptar soluciones que utilicen nuevas tecnologías y productos, las posibilidades técnicas indican la capacidad y competencia para desarrollar nuevos productos y la legislación y estándares, también incluye las prohibiciones, multas y subvenciones asociadas a la introducción de nuevas tecnologías y al abandono de las viejas menos eficientes.

La regulación, legislación, reglamentos y estándares tanto a nivel nacional como internacional son los mayores marcadores de tendencias.

La figura 2 muestra una visión general de las reducciones o supresiones graduales que ya se han impuesto a la industria y algunas proyecciones posibles para el futuro. Las medidas para conseguirlo, voluntarias o impuestas, significa poner límites dentro del mercado. 

Aunque los limites de uso de HFC, según el nivel de desarrollo de los distintos países del mundo, inducen a pensar en medidas proteccionistas más que en la protección del medio ambiente (al igual que en el pasado lo fueron las homologaciones técnicas y después las de producción), están siendo el motor real de cambio de tecnologías en refrigeración.

Si bien la seguridad sigue siendo un criterio imprescindible al seleccionar los refrigerantes utilizados, el respeto al medio ambiente aumenta peso en la toma de decisiones, lo cual conduce a la utilización de refrigerantes con distintos niveles de inflamabilidad. Tras la inclusión en los estándares de refrigerantes ligeramente inflamables A2L, estos están llamados a jugar un rol importante en la refrigeración y el aire acondicionado tal como muestras las tendencias actuales. 

Lo indicado anteriormente nos lleva a unas expectativas de uso de refrigerante, según nos situemos en aplicaciones de refrigeración, aire acondicionado o bombas de calor con subclasificaciones dependientes de detalles específicos de la aplicación y de la potencia frigorífica. El CO₂ será ampliamente utilizado refrigeración industrial y centrales de refrigeración comercial y creemos que esta tendencia, que comenzó en Europa, se extenderá al resto del mundo. El amoníaco sigue siendo muy bien aceptado, en aplicaciones de refrigeración industrial, y junto con el CO₂ continuará en el futuro. Los hidrocarburos con buenas eficiencias desempeñarán un papel importante en los sistemas de baja carga en todo el mundo. Se cree que los HFC no desaparecerán, sino que estarán limitados a los que tienen el GWP más bajo aunque sean ligeramente inflamables y haya que realizar innovaciones en el diseño del sistema. 

La figura 3 muestra una visión (bola de cristal), la cual, aunque móvil a lo largo del tiempo, puede ser utilizada como regla general para el diseño de equipos reduciendo los niveles de incertidumbre actuales.

Debido al inicio de mayores restricciones en los países F-gas, la UE es la región más adelantada en los cambios de refrigerantes y tecnologías. 

De esta observación se desprende que en refrigeración domestica excepto un transitorio de coexistencia HC/HFC en USA, los HC serán mayoritarios en todo el mundo. En refrigeración comercial, hasta unos 5 kW de potencia, los actuales HFC de mayor uso, irán cediendo espacio tanto al CO₂ como a los HFO e hidrocarburos que finalmente será el mayoritario. Distinta es la situación en refrigeración comercial para potencias superior a los 5 kW donde el uso de HFC será habitual hasta el 2022, el cual será reemplazado por el CO₂ y parte por los HFO e incluso por HC.

REFRIGERANTES Y CAOS

Los gases HFC, utilizados como refrigerantes, tienen un gran efecto invernadero con una gran contribución al cambio climático. Su uso se reducirá gradualmente y se deben encontrar alternativas. 

En cuanto a los refrigerantes sostenibles a largo plazo, en Danfoss se consideran tres parámetros principales que se deben alinear para lograr un equilibrio real y sostenible: asequibilidad, seguridad y respeto al medio ambiente. Al tomar decisiones con estos factores al construir un sistema, rara vez se encuentra el equilibrio en un único refrigerante. La selección de nuevas opciones implica inversiones, costos y cargas, pero creemos que con un enfoque innovador se abren puertas a nuevas oportunidades. Si bien se pueden diseñar soluciones sostenibles, deben considerarse factores complementarios para ver si las nuevas soluciones de refrigerantes son viables. 

Para facilitar el análisis, se ha desarrollado el modelo de las siete fuerzas que permite identificar los factores que permiten y facilitan la introducción de nuevas tecnologías, así como los frenos y barreras que impiden su implementación. 

Como ya es conocido, las mezclas de refrigerantes (excluida la serie R500) presentan cierto deslizamiento de temperatura y distinta composición entre las fases de vapor y líquido durante la evaporación y la condensación. Esto, como ya hemos vivido, generará problemas en casos de fuga de refrigerante de los circuitos, ya que el gas que queda en el circuito presenta distinta composición (distinto % de cada componente) que el gas original. Este fenómeno hace que las propiedades termodinámicas del gas resultante sean distintas del original, haciendo que todos los sistemas de control basados en el refrigerante inicial se vean modificados. 

A modo de ejemplo citamos el R407 (R134a, R125 y R32) donde las proporciones son para el A (40-40-20%), para el C (52%/25%/23%) y para el F (40-30-30%) que muestran las siguientes temperaturas de burbuja y rocío.

En general, dada la mayor volatilidad del R32 y del R125, su composición en las fase vapor será más elevada que en la fase líquida, lo que hará que con una serie de fugas tanto el R407A como el R407F tiendan a acercarse al R407C con mayor proporción del menos volátil como es el R134a.  Estas variaciones en la temperatura provocaran dificultades en el control de los evaporadores provocando tanto, retornos de líquido no detectables por los sistemas de expansión como, inundaciones ineficientes de los evaporadores con la correspondiente reducción en la eficiencia energética.

Debe también indicarse, que estos refrigerantes al necesitar aceites de lubricación en los compresores, las mezclas ternarias de refrigerantes se convierten en mezclas de multicomponentes, mucho más difíciles de analizar. Esto puede llegar a extremos, donde la cantidad de aceite POE o PVE incorporado en el sistema, puede afectar a las propiedades del refrigerante. 

Para evitar las indeterminaciones, que todo lo anterior puede introducir, lo adecuado sería que el deslizamiento sea lo más reducido posible.

También debe notarse que dado que el R32 y el R152a son inflamables, las mezclas resultantes pueden presentar distintos niveles de inflamabilidad. Esto implica nuevas normas de trabajo más restrictivas para resolver la mayor inflamabilidad.

En la figura 5 se observa una línea de separación entre los refrigerantes inflamables en la parte inferior y los no inflamables en la superior. Para reducir el efecto invernadero, tanto en las aplicaciones de refrigeración y especialmente en las de aire acondicionado las opciones previstas van hacia refrigerantes inflamables. 

CONDICIONANTES DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

La legislación europea, cada vez es más exigente en el uso de la energía eléctrica. Ello hace que todo lo que son equipos completos fabricados susceptibles de ser afectados de una fabricación más eficiente en el uso de la energía, en mayor o menor medida se pueden ver afectados, para alcanzar unos mínimos energéticos para poderse comercializar en Europa. Pretende que el consumidor con conocimiento de causa y capacidad de decidir influya en la selección de productos energéticamente eficientes lo que a su vez beneficiará a la economía de la UE en general.

La normativa de ecodiseño es la encargada de realizar la clasificación de equipos por lotes para conseguir información exacta, pertinente y comparable sobre el consumo de energía en los distintos tipos de equipos productores de frio. Da una gran importancia al etiquetado de los productos y a la información normalizada (en fichas) sobre el consumo de energía de los productos considerados.

Los lotes de aplicación para la producción de refrigeración son los números 1, 12, 13 y 21. 

Esta normativa establece que debe haber unos límites mínimos de eficiencia energética que no se pueden pasar para poderlos comercializar en la EU.

Esto está llevando a la industria a un proceso de actualización para conseguir dichos objetivos. Se modificarán circuitos frigoríficos para adecuarlos a los nuevos refrigerantes, se incorporarán compresores más eficientes, se introducirán nuevos intercambiadores de calor que explorando los materiales y nuevas geometrías con la dinámica de fluidos consiguen mayores transferencias de calor con la misma superficie, se mejorará la explotación de las válvulas y controles del proceso con mejores prestaciones y algoritmos inteligentes, se incorporación tecnologías relativamente ajenas o novedosas a la refrigeración como eyectores, motores con imanes permanentes, sistemas sin aceite, etc.

Sí, es cierto que aparecen nuevos retos, y algunos estamos muy contentos de seguir descubriéndolos para superarlos en este apasionado campo de la refrigeración.

TIPOLOGIAS DE CIRCUITOS FRIGORIFICOS

En general, se podrá continuar diciendo que los tipos de circuitos frigoríficos seguirán asociados a ciertos tipos de refrigerantes y aplicaciones. 

Pero al cambiar los refrigerantes y su participación en el campo del frio, nos encontraremos que los circuitos frigoríficos en los próximos 10 años, aunque básicamente van a ser similares a los actuales, se observará un cambio cuantitativo en el uso, donde los esquemas frigoríficos actualmente minoritarios, ganarán peso. 

Los esquemas tradicionales de expansión seca actuales se seguirán utilizando con refrigerantes HFC con reducido efecto invernadero, con los HFO, con las mezclas de ambos, con los HC donde se tendrá que gestionar adecuadamente la carga de gas en su interior. Es decir, con ligeros aportes tecnológicos, seremos capaces de gestionarlos sin grandes necesidades de cambios.

Estos circuitos, dadas las demandas energéticas pueden incorporar nuevos principios como el uso de eyectores (todavía no desarrollados) pero postulados en trabajos de investigación.

En este caso, en el eyector se realiza la expansión del líquido, la cual se dirige a un depósito de separación de fases, donde el vapor es aspirado por el compresor, y el líquido gestionado con una válvula de expansión termostática o electrónica, se dirige al evaporador, de donde retorna en forma de vapor recalentado al eyector en su entrada lateral. Las simulaciones indican que con la incorporación de este eyector se obtiene una mejora en el COP superior al 15%. Obsérvese como en el circuito, la presión de evaporación es inferior a la presión de aspiración. 

Cuando se utiliza R717 (NH3), los circuitos seguirán siendo similares a los actuales, bien por bombeo o bien por gravedad. La tendencia actual indica un aumento de los sistemas de expansión directa con amoniaco al necesitar menos carga de gas.

Cuando el sistema de refrigeración utilice R744 como refrigerante (CO₂) se encontrarán distintas tipologías.

Los sistemas en cascada con dos refrigerantes muestran distintos tipos según las presiones de trabajo en la condensación del CO₂ y la disponibilidad de materiales para ellas.

En los sistemas booster, tras haberse superado durante los últimos años las dificultades de gestión del aceite en las distintas condiciones de trabajo, y tras haberse desarrollado componentes para las elevadas presiones de trabajo así como nuevos componentes (eyectores, válvulas de tres vías, etc.) pueden presentar distintas configuraciones que el tiempo decantará y consolidará. En la actualidad, los circuitos de CO₂ muestran una gran diversidad debido a la existencia de intercambiadores de calor auxiliares (desrecalentadores, subenfriadores, economizadores), expansiones intermedias, compresores en paralelo, múltiples presiones de aspiración, eyectores, etc. 

La figura 11 muestra un circuito booster de CO₂ transcrítico sencillo con dos presiones de trabajo en evaporadores iguales a las dos presiones de aspiración en compresores, mientras que la figura 12 muestra otro sistema booster donde el eyector trabaja como si se tratase de un compresor que aspirando parte del vapor de baja presión, le aumenta la presión hasta los compresores denominados en paralelo. 

COMPRESORES

Los compresores están mejorando la eficiencia con novedades constructivas así como con la asimilación  de variación de caudal en circulación con la compresión digital o con la variación de velocidad como parte integral del compresor. 

 Las agrupaciones en tándem, trio, cuatro, con compresores iguales o de distintos tamaños (combinación binaria o asimilable) están modificando considerablemente la gestión y el control de los circuitos frigoríficos. 

Se puede decir que el concepto VRF (Flujo de Refrigerante Variable, típico de refrigeración comercial e industrial) se impone por todas partes y aplicaciones, independientemente del refrigerante utilizado. Incluso en aplicaciones de poca potencia inferior a 1 kW existen sistemas con variación de velocidad.

Respecto a tecnologías de compresores, si bien hace años, parecía que los compresores de pistón serían sustituidos por los scroll o tornillos la irrupción del CO2 como refrigerante, prolonga la tecnología de pistón por lo menos durante la próxima década.  Es decir coexistirán compresores de pistón, scroll y tornillo con y sin variación de velocidad. Sin embargo, no podemos olvidar la irrupción hace años de los turbocompresores con modulaciones de capacidad incluso por debajo del 10% con una eficiencia energética sin parangón con las tecnologías anteriores que aunque sean más costosas están ampliando su participación en la producción frigorífica.

VALVULERIA Y CONTROL

Dados los condicionantes que las normativas europeas relacionadas con los gases refrigerantes y la eficiencia energética, así como la tendencia en compresores con coexistencia de todas sus tecnologías incorporando el concepto de flujo de refrigerante variable (VRF) y la reducción de volúmenes internos que incorporan una inercia muy reducida en la dinámica de los sistemas, hacen que los componentes utilizados en la regulación del caudal de refrigerante (válvulas) y la inteligencia asociada a estas variaciones (pilotos, controladores, drivers) sea todavía más compleja que en el pasado.

La existencia de tantos refrigerantes distintos y con presiones de trabajo tan diferentes, ha provocado el desarrollo de válvulas específicas para ciertos gases.

Si bien todas las válvulas y equipos instalados en las tuberías de los circuitos frigoríficos, una vez resueltos los problemas de compatibilidad de materiales y presiones de trabajo son válidas para casi todos los refrigerantes, en las válvulas de expansión termostáticas (VET), al ser gobernadas por el recalentamiento del vapor en la salida del evaporador, al ser este función de la presión y temperatura de cada refrigerante, estas deberán ser específicas para cada refrigerante. 

El hecho de especificidad del refrigerante para las TEV, hace que en la actualidad sea muy difícil desarrollar válvulas para cada refrigerante teniendo en cuenta la incertidumbre y vida útil de los refrigerantes de transición. El empeño de los productores de gases de dar soluciones mejores y diferenciadas, hace que al multiplicarse el número de refrigerantes, se dificulte su control con VET. 

Una dificultad añadida es el deslizamiento que suelen tener las familias de refrigerantes R400, y la modificación de composición en caso de fugas de vapor tal como se ha indicado anteriormente. La responsabilidad asociada a la TEV respecto a los retornos de líquido, es modificada por los cambios de composición del refrigerante.

Las soluciones aportadas por los fabricantes de VET son. 

1. Crear nuevas válvulas para los refrigerantes de uso extendido.

2. Utilizar válvulas de refrigerantes existentes con propiedades de presión y temperatura parecidas a los nuevos, donde con ligeras modificaciones en los ajustes pueden trabajar de manera satisfactoria en caso de que no haya ninguna fuga de refrigerante para refrigerantes de sustitución. 

3. Atacar el problema con otros medios que independice la válvula del refrigerante, tal como puede hacerse con las válvulas eléctricas motorizadas, donde las características del refrigerante se incorporar en un controlador electrónico externo, en el cual por medio de ajustes se consigue que las válvulas sirvan para casi todos los refrigerantes (compatibilidad física). 

Esta última solución es la más adecuada, ya que en caso de experimentar nuevos cambios de refrigerante, las válvulas seguirían siendo válidas. Dado que la válvula es accionada por un motor eléctrico, toda la responsabilidad de gestión del caudal de refrigerante recae sobre el algoritmo del controlador electrónico, el cual se auxilia de las señales de presión y temperatura necesarias. Es una solución más cara, pero es la única flexible y preparada para el futuro, y aunque todo tiene un precio, esta flexibilidad lo compensará.

Válvulas para controles de refrigeración industrial

Las válvulas de refrigeración industrial utilizando básicamente R717 y R744 subcrítico mejorarán en materiales y se realizaran más agrupamientos de válvulas en compactos al estilo de las actuales estaciones de válvulas. Pero los conceptos, asociados a ellas seguirán siendo similares.

Las novedades irán asociadas a:

1. La mayor participación de las denominadas estaciones de válvulas que incorporarán nuevas funciones asociadas al desescarche y control de nivel de líquido.

2. Sistemas de control específicos para economizadores capaces de soportar las vibraciones de los compresores de tornillo.

3. Mayor participación de las válvulas eléctricas motorizadas en los sistemas de expansión así como en los de regulación de presión.

4. Válvulas asociadas a la recuperación de calor en el lado de alta presión con el objetivo de convertir el calor de descarga en algo útil.

Válvulas para controles de refrigeración comercial y aire acondicionado

Las válvulas para refrigeración comercial y aire acondicionado se adaptaran a los nuevos refrigerantes. 

Los dos grandes retos son trabajar con las elevadas presiones de CO₂ transcrítico y con HC y HFO con ciertos niveles de inflamabilidad. 

La dificultad de trabajar con el CO2 transcrítico, comienza a estar superada tecnológicamente si bien todavía se requiere incrementar la formación de los profesionales en su manejo. La experiencia acumulada en los últimos 10 años así como la mejora tecnológica con la aparición de nuevos productos capaces de soportar presiones superiores a los 100 bar, permiten afirmar que es una tecnología madura.

La mayor dificultad aparecerá en la necesidad de poder trabajar con refrigerantes con mayor o menor grado de inflamabilidad. Si bien los HC son habituales en los frigoríficos  domésticos, su expansión a otros tipos de equipos más industriales donde la carga de refrigerante en el interior del circuito no puede ser tan reducida, conllevará cambios importantes en el uso de componentes y diseño de equipos.  En algunos casos se requerirá que los productos cumplan con las normas ATEX, especialmente los que presenten contactos eléctricos. Los equipos deben prepararse para entornos explosivos. 

El reto de los diseñadores será impedir la creación de entornos explosivos evitando las concentraciones mínimas de ignición o inflamabilidad a la vez que se aíslan las fuentes de ignición. 

Válvulas para controles de refrigeración doméstica

Entendiendo por equipos de refrigeración domestica los sistemas compactos (frío enchufable) fabricados con compresores herméticos de menos de 1 CV de potencia eléctrica, y que serán los HC los refrigerantes utilizados, las válvulas deberán ser adecuadas para estos refrigerantes. Dado que estos productos son todos hechos en fábricas en grandes series, si bien tendrán que habilitarse zonas especiales para la carga de refrigerante, no supondrá problemas especiales. 

Las válvulas de expansión utilizadas, deberán ser herméticas de orificio fijo, lo cual reducirá la flexibilidad actual de cuerpos y elementos termostáticos fijos con orificio intercambiables, tan útil en la gestión de stocks. 

Sensores y controladores electrónicos

Los sensores de presión, temperatura y nivel de líquido, utilizados en refrigeración, una vez salvada la compatibilidad química y las presiones máximas de trabajo, pueden utilizarse con todos los refrigerantes de nueva generación.

Los controladores electrónicos, coexistirán en cuanto a las configuraciones centralizadas, distribuidas o mixtas tal como existen en la actualidad. La tendencia es que los sistemas sean abiertos con sistemas de comunicación estándar, modbuss, lonbuss, canbuss, etc. De esta forma cualquier controlador puede ser integrado en cualquier sistema. Los algoritmos de control, tienden a ser cada vez más complejos tanto es su concepción de control como por la cantidad de funciones que incorporan. La eficiencia energética es uno de los motores actuales del desarrollo y está provocando la aparición de productos específicos para minimizar los consumos de energía en las plantas de refrigeración.

En este sentido, uno de los problemas actuales de refrigeración es la dificultad de medir el frio producido con su calidad (temperatura) y su consumo de energía asociado. Las dificultades físicas y termodinámicas para hacerlo de una forma fácil, ha llevado a la aparición de estimadores, donde al menos se puedan conocer las desviaciones sobre las condiciones óptimas de funcionamiento. Debe citarse el equipo AK-LM350 que analiza el COP de las instalaciones en función de las variables de proceso (Te, Tc, Tsubenfriamiento, etc.) y lo compara con el consumo de la instalación (compresores, bombas, ventiladores, etc.). Con productos de este tipo, que aumentarán su uso en los próximos años, se está en condiciones de mejorar el funcionamiento de las instalaciones frigoríficas con criterios objetivos de cara al ahorro energético y económico. 

CONCLUSIONES 

Las válvulas y componentes de línea así como los controladores de las maquinas incluidas en los circuitos de refrigeración, para los próximos diez años, ya están listos en el mercado. Lógicamente siempre hay omisiones y aunque la excepción no hace la regla, nos obliga cada día, a desarrollar mejor lo que no es perfecto, para que la asíntota del desarrollo se acerque al límite posible.

Sabemos que las recomendaciones de los fabricantes relativas a utilizar componentes que no se vean afectados por los refrigerantes caerán en muchos sacos rotos, pero confiamos que algunos sigan las recomendaciones y muestren al sector que esta decisión diferente hacia la electronificación de las válvulas se convertirá en una ventaja competitiva en medio y largo plazo.

Las tablas de controles y refrigerantes, muestran la decisión de los fabricantes para suministrar todo tipo de válvulas que se puedan demandar, de forma que en todos los casos se pueda suministrar algún tipo de solución al usuario final. 

Los fabricantes junto con los instaladores, facilitaremos el camino en estos tiempos de transición permanente.

REFERENCIAS: DANFOSS. (2017).: “Refrigerant options now and in the future”. Nordborg · DANFOSS. (2015).: “Refrigerant options now and in the future”. Nordborg · DANFOSS. (2017).: “Aplicación regla de refrigerantes para móviles R407A y R407C” · LE NGOC. CUONG y OH. JONG TEAK.: 2014 “Experimental investigation and simulation process of a heat pump system using Thermobank for heating room and cold storage. 3rd IIR International Conference on Sustainability and the Cold Chain. Londres. Traducido y publicado por la revista Frio y Calor. · DANFOSS. (2017).: “Ahorre dinero y prepárese para la cuarta transición en refrigerantes”. Nordborg

Ponencia Congreso Tecnofrío’17 , organizado por FENERCOM con la colaboración de ATECYR y AEFYT