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Los nuevos refrigerantes provocan cambios en el diseño de las enfriadoras convencionales

Las enfriadoras centrífugas de nueva generación ahorran costes energéticos, operativos y de mantenimiento

Redacción Interempresas11/12/2018

El reglamento sobre gases fluorados (F Gas) de la UE está precipitando la desaparición de los sistemas basados en refrigerantes HFC (hidrofluorocarbonos) en favor de equipos más modernos. Los actores del mercado de la construcción están demandando enfriadoras respetuosas con el medio ambiente que no dañen la capa de ozono (con cero PAO). Ante esta situación, Johnson Controls se marcó el objetivo de reinventar las enfriadoras tradicionales a fin de adaptarlas al futuro. El resultado fue la primera enfriadora de la industria optimizada para proporcionar un rendimiento óptimo gracias a un nuevo refrigerante con muy bajo potencial de calentamiento atmosférico (PCA): la enfriadora centrífuga de rodamientos magnéticos York YZ con R-1233zd(E).

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La elección del refrigerante adecuado

A la hora de seleccionar un refrigerante de nueva generación para enfriadoras centrífugas, es preciso tener en cuenta varios factores. Primero, la inflamabilidad. Solo unos pocos refrigerantes modernos para unidades centrífugas están clasificados como no inflamables. El uso de refrigerantes inflamables o medianamente inflamables puede representar un auténtico problema para los propietarios y constructoras de los edificios, que no habían tenido que enfrentarse a esta situación con los refrigerantes actuales. Luego está el coste de producción de los nuevos refrigerantes. El proceso de fabricación de estas sustancias es más complejo y, por tanto, más caro que el de los refrigerantes HFC. Pero esto no representa ningún problema si la enfriadora está optimizada para reducir los costes energéticos y operativos, ya que esto acorta el plazo de retorno de la inversión. El tercer factor es la seguridad o toxicidad del refrigerante. Pero, dado que la mayoría de los refrigerantes tiene la calificación ‘A’ (baja toxicidad), esto no debe ser motivo de preocupación.

Optimización de una enfriadora centrífuga

Con estos factores en mente, el equipo de diseño de Johnson Controls se dispuso a transformar el concepto de enfriadora centrífuga tradicional. El objetivo era optimizar la enfriadora York para su funcionamiento con refrigerante R-1233zd(E), un fluido no inflamable de baja presión y baja toxicidad que tiene un PCA de 1,0.

El equipo adoptó un enfoque de diseño integral y optimizó cada componente para adaptarlo a las características de este novedoso refrigerante. El resultado es la enfriadora centrífuga de rodamientos magnéticos York YZ, una unidad refrigerada por agua y de una sola etapa que consta de un compresor de velocidad variable impulsado por un motor de inducción hermético con rodamientos magnéticos activos. La tecnología avanzada de rodamientos magnéticos mantiene el conjunto del motor suspendido (levitando) en un campo magnético, por lo que no precisa lubricación. Esta tecnología necesita un 80 % menos de piezas móviles que los motores tradicionales lubricados por aceite o refrigerante.

Para producir un ahorro significativo de energía y costes operativos con el R-1233zd(E), esta enfriadora ha optimizado su funcionamiento en condiciones fuera de diseño, en las que operan este tipo de unidades el 99% del tiempo. La inteligencia incorporada en la York YZ proporciona un funcionamiento estable en un amplio rango operativo. El compresor admite temperaturas del agua de entrada al condensador de tan solo 4,5 ºC y dispone de un sistema de control totalmente modulable que puede ajustar la capacidad en un intervalo de entre el 100 % y el 10 % de la carga de diseño. Asimismo, maneja un rango de temperaturas de salida del agua refrigerada de entre 3,5ºC y 21ºC.

El compresor y la tecnología de control son capaces de operar incluso cuando la temperatura del agua de entrada al condensador está por debajo de la del agua refrigerada de salida del evaporador. Esta capacidad (conocida como inversión) elimina la necesidad de instalar un economizador en el circuito de agua, lo que simplifica el sistema y ahorra gastos en componentes, tuberías, controles y mantenimiento.

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Más optimización mediante el análisis de datos

El sistema se controla de forma inteligente mediante el panel de control OptiView con servicios conectados. Este ofrece, entre otra información, más de 100 puntos de referencia, lecturas de datos, alertas e informes de tendencias. Por otra parte, una plataforma de análisis garantiza la conexión segura de los datos para operaciones de monitorización remota y diagnóstico predictivo, lo que facilita el mantenimiento predictivo de la unidad. Esta plataforma inteligente permite almacenar los datos en la nube, lo que asegura el acceso a Johnson Controls y a los clientes y, con ello, la posibilidad de optimizar aún más el rendimiento del sistema.

Dado que cada componente de la enfriadora ha sido seleccionado para proporcionar el mayor rango operativo posible, la unidad siempre funciona con la máxima eficiencia. Comparada con las enfriadoras de velocidad fija y rodamientos lubricados con aceite, esta unidad produce un ahorro anual de energía del 35%.

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