Los chillers con refrigerantes naturales como el R290 representan una clave de innovación en la refrigeración, ofreciendo eficiencia energética, sostenibilidad y bajo impacto ambiental. Son ideales para aplicaciones críticas y cumplen normas internacionales.
Por Benito Sagredo / Revista HVACR
En un contexto global donde las regulaciones ambientales exigen soluciones más sostenibles, la industria de la refrigeración ha dado pasos firmes hacia la innovación. Una de estas propuestas pioneras es el desarrollo de chillers que emplean refrigerantes naturales como el R290 (propano), diseñados específicamente para reducir el impacto ambiental y cumplir con normativas como el Protocolo de Montreal y la Enmienda de Kigali.
Tradicionalmente, los chillers empleaban refrigerantes sintéticos con un alto potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en inglés). Sin embargo, la transición hacia refrigerantes más ecológicos es inminente. Este cambio busca ofrecer equipos con mayor eficiencia energética y menor huella de carbono, una prioridad tanto para fabricantes como para usuarios finales.
El desarrollo de esta nueva línea de chillers responde a la necesidad de un producto que no sólo cumpla con estándares internacionales, sino que también pueda integrarse a múltiples aplicaciones, desde la climatización de espacios hasta el soporte de sistemas de baja y media temperatura en hospitales, laboratorios, supermercados y centros de distribución.
Características técnicas y ventajas
El nuevo chiller destaca por el uso de propano (R290) como refrigerante principal, lo que asegura un bajo impacto ambiental y una eficiencia energética superior. Algunas de sus características clave incluyen:
Versatilidad: Puede utilizarse en aplicaciones de climatización, refrigeración de almacenes y sistemas de cascada para temperaturas extendidas.
Compatibilidad: Funciona con diferentes tipos de compresores, desde scroll y semiherméticos hasta compresores de tornillo, dependiendo de la capacidad requerida.
Eficiencia energética: También tomando en cuenta su eficiencia Termodinámica Tiene un excelente COP (Coeficiente de Operación) siendo de los más altos compitiendo frente al amoniaco. El COP nos habla de la relación de potencia Frigorífica (Toneladas de Refrigeración o kbtu/hr vs la potencia eléctrica consumida (Kw/ hr)
Sostenibilidad: El R290 tiene un GWP de 1 (uno) y una vida atmosférica de solo 14 días, minimizando su impacto ambiental. Diseñado para operar con cargas ultra bajas de refrigerante por tonelada de refrigeración, lo que se traduce en menores costos operativos
Beneficios y Desafíos – Estándar 34 ASHRAE
A continuación, se presentan tablas comparativas sobre las propiedades y ventajas del R290 frente a otros refrigerantes.
Emisiones de PCG por kilogramo de refrigerante
Retos y soluciones
El uso de refrigerantes inflamables como el R290 presenta desafíos importantes, como la capacitación de técnicos para su correcta instalación y mantenimiento, así como la adecuación de espacios conforme a normativas de seguridad (DIN EN 378 e ISO 5149-1). Estos desafíos se abordan mediante:
- Programas de formación continua.
- Uso de sensores de fuga y sistemas de ventilación en las unidades.
- Diseño meticuloso que prioriza la seguridad, incluyendo distancias de seguridad para la instalación.
Los enfriadores R290-glicol ofrecen ahorro energético, menor costo y alta eficiencia incluso en climas extremos, como lo demuestra un caso exitoso en Hermosillo, Sonora.
Beneficios económicos y ambientales
El cambio a refrigerantes naturales ofrece múltiples ventajas económicas. Por un lado, el costo del refrigerante es significativamente menor en comparación con sus equivalentes sintéticos. Por otro lado, los equipos están diseñados para minimizar el consumo energético, representando ahorros significativos en operaciones prolongadas.
Caso de éxito: Hermosillo, Sonora: Chillers R290 para Climatización y Refrigeración Crítica
Uno de los proyectos más destacados de la implementación de chillers con refrigerantes naturales tuvo lugar en un centro de distribución en Hermosillo, Sonora. Esta instalación enfrentó el desafío de operar en condiciones climáticas extremas, con temperaturas que alcanzaron hasta los 46.5°C durante el año 2019.
El sistema instalado consistió en unidades de chillers R290-Glicol, diseñadas específicamente para soportar temperaturas ambientales elevadas, garantizando la eficiencia energética y la seguridad. La elección del glicol como fluido secundario fue estratégica, ya que: Aumenta la transferencia de calor: El glicol permite una distribución uniforme de la temperatura en el sistema, mejorando la estabilidad térmica.
- Reduce la carga de refrigerante directo: Al emplear glicol como portador de frío, se minimiza la cantidad de R290 requerida, contribuyendo a una operación más segura y económica.
- Previene la congelación en sistemas críticos: En condiciones extremas, el glicol actúa como anticongelante, asegurando la funcionalidad del sistema incluso en variaciones de temperatura.
El sistema instalado proporcionó 120 toneladas de refrigeración, siendo capaz de mantener temperaturas óptimas en espacios de almacenamiento sensibles, como cámaras frigoríficas y zonas de logística. Además, la solución con glicol permitió:
- Eficiencia operativa superior: Gracias a la tecnología de ultra baja carga de refrigerante, se redujo el consumo energético total del sistema.
- Seguridad en el diseño: Las unidades incluyeron medidas de protección específicas, como sensores de detección de fugas y sistemas de ventilación para disipar el propano en caso de incidentes.
- Flexibilidad de uso: El sistema de R290-Glicol se adaptó tanto para climatización de áreas de trabajo como para la refrigeración de productos perecederos.
La experiencia en Hermosillo demuestra que los sistemas basados en chillers R290-Glicol no sólo son viables en condiciones ambientales desafiantes, sino que también ofrecen soluciones sostenibles, seguras y económicas. Este caso de éxito subraya el potencial del propano como refrigerante natural en aplicaciones críticas, consolidándose como una opción clave para la industria en el camino hacia un futuro más limpio y eficiente.
Comparativa en el uso industrial de refrigerantes:
El camino hacia un futuro más limpio
La implementación de chillers con refrigerantes naturales marca un hito en la industria HVACR. Estas soluciones no solo cumplen con regulaciones ambientales más estrictas, sino que también abren la puerta a un modelo más sostenible, donde eficiencia y responsabilidad ambiental van de la mano.
Un tema importante es que estos equipos pueden usar el calor de desperdicio antes de entregarlo a la atmosfera también para calentar o precalentar agua y aprovecharla en las aplicaciones donde esta se requiera. Incluso también podemos tener el uso de estos Refrigerantes Naturales para aplicaciones industriales de bombas de Calor.
La integración de la eficiencia energética y la baja carga de refrigerante así como privilegiar el uso de los Refrigerantes Naturales contribuye directamente al inicio de la des carbonización de nuestras industrias. Con esta innovación, la industria reafirma su compromiso con el medio ambiente, la eficiencia energética y la lucha contra el cambio climático, consolidándose como un pilar clave para un futuro más limpio.
