Les mesures de pressió ajuden a evolucionar la refrigeració
- 07/07/2023
La refrigeració és vital per garantir la conservació dels aliments. És un camp en constant evolució en què continuen produint-se avenços i que podria no aturar-se mai. La necessitat de refrigeració es va fer encara més urgent en la distribució de les vacunes Covid i l'enginyeria de refrigeració va adquirir una importància totalment nova.
La sostenibilitat és un camp de desenvolupament continu dins del qual l'eficiència energètica és una prioritat fonamental, ja que fins i tot el pas més petit endavant suposa un estalvi massiu. Un dels factors clau en termes de sostenibilitat en refrigeració és lelecció del refrigerant. Amb seu a la ciutat holandesa de Helmond, Re/genT és una empresa d'alta tecnologia especialitzada en la comprovació de refrigeradors, i està desplegant els seus sistemes de prova perquè els refrigerants utilitzats a tot el sector de l'enginyeria de refrigeració siguin més rendibles.
Els refrigerants perjudiquen el medi ambient
El nom Re/genT és una abreviatura de “Refrigeració relacionada amb el Medi Ambient Global i la Tecnologia”. Johan Wijnstekers és un dels quatre propietaris de lempresa i responsable del seu departament de producció de sistemes dassaig. El seu equip està especialitzat a investigar i desenvolupar sistemes de prova per a refrigeració i bombes de calor. Re/genT porta a terme les seves proves segons les normes d'assaig aplicables, i també té el seu propi departament de recerca i desenvolupament per desenvolupar productes i programari.
La refrigeració és un sector extremadament ampli, i inclou el següent:
- Aparells per a aplicacions comercials i minoristes
- Refredadors i refrigeradors mèdics
- Frigorífics i congeladors domèstics
- Condicionadors d'aire i bombes de calor
Tots aquests aparells utilitzen refrigerants en els sistemes de refrigeració o bombes de calor com a mitjà de transport de la calor. El desenvolupament daquests refrigerants és primordial, ja que tenen un impacte significatiu en el medi ambient.
En el passat, l'ús de refrigerants sintètics coneguts com a gasos refrigerants clorofluorocarbonats (CFC), i posteriorment gasos refrigerants hidroclorofluorocarbonats (HCFC), va provocar la formació d'un gran forat a la capa d'ozó. Tots dos van ser prohibits, i des de llavors han estat substituïts per nous refrigerants menys nocius. Els nous refrigerants hidrofluorocarbonats (HFC) no contenen components clorats perjudicials per al medi ambient, però fins i tot aquests continuen contribuint a l'escalfament global. Mentre que els refrigerants solien mesurar-se en funció del seu PAO (potencial d'esgotament de la capa d'ozó), els HFC s'avaluen en funció del PCA (potencial d'escalfament global), una mesura relativa que avalua l'impacte d'un gas d'efecte hivernacle en funció de la seva contribució a l'escalfament global en comparació del diòxid de carboni (CO2).
S'estan investigant refrigerants naturals
El diòxid de carboni té un valor GWP d'1, mentre que el valor GWP d'un HFC pot ser de 124 a 22.800 vegades superior. Això significa que les fuites de diòxid de carboni, que és un refrigerant natural, produeixen un efecte hivernacle molt menys pronunciat, cosa que converteix el diòxid de carboni en una alternativa ideal als agents sintètics. L'inconvenient d'utilitzar CO2 és que crea una pressió extremadament alta en els sistemes de refrigeració, cosa que es tradueix en una baixa eficiència.
Altres refrigerants naturals, com l'isobutà o el propà, tenen l'inconvenient de ser inflamables. Als Estats Units, la gent no va voler treballar amb refrigerants inflamables durant molt de temps, raó per la qual la major part de la investigació s'ha centrat en solucions basades en el CO2. Tot i això, atès que la prioritat en investigació i desenvolupament és el consum d'energia, els fabricants nord-americans estan passant lentament a utilitzar refrigerants inflamables per a productes com els frigorífics domèstics i comercials petits. Passar dels HFC als HC (hidrocarburs) requereix molta feina de desenvolupament, i no només en termes de seguretat.
El consum d'energia i l'impacte mediambiental del refrigerant s'indiquen amb un valor TEWI (impacte total equivalent a l'escalfament). Els tres factors següents poden influir en el consum d'energia:
- El compressor extreu calor de laparell;
- L'aïllament es pot aplicar en diversos gruixos i tipus;
- Una bona transferència de calor garanteix la menor diferència possible de temperatura/pressió entre el costat fred i el costat calent del sistema de refrigeració, cosa que redueix el consum d'energia del compressor.
La regulació del valor TEWI permet desenvolupar solucions creatives per a qualsevol aplicació al camp de l'enginyeria de refrigeració.
Les normes d'assaig es modernitzen i s'apliquen universalment
Re/genT no és només líder mundial en el desenvolupament de solucions energèticament eficients en el camp de la refrigeració, sinó que també està a l'avantguarda en la comprovació i verificació de les noves etiquetes energètiques i els requisits de disseny ecològic.
Amb el temps, es va fer evident que els frigorífics es comporten de manera diferent en condicions de prova estàndard que en l'ús diari. Mentre que abans les proves es realitzaven a una única temperatura ambient de 25 °C, ara Re/genT realitza proves a dues temperatures diferents de 16 °C i 32 °C. Les diferències en els resultats de les proves obtinguts a les dues temperatures permeten oferir avaluacions realistes del consum energètic diari.
Proves a dues temperatures ambient diferents (© Re/genT)
Històricament, les proves s'han fet seguint normes específiques de cada país a tot el món. Les normes IEC han permès que les proves es facin ara en les mateixes condicions a tot el món, cosa que garanteix la comparabilitat dels resultats. Re/genT compta amb l'acreditació ISO/IEC 17025.
KELLER porta la alta precisió al laboratori de mesura.
L'empresa holandesa Re/genT disposa de 13 càmeres climàtiques de temperatura i humitat controlades. Algunes estan dissenyades per albergar un sol frigorífic, mentre que d'altres són molt grans. El laboratori de mesura de l'empresa compta amb tot tipus de dispositius i sistemes de prova utilitzats pels fabricants, inclosos calorímetres per a compressors, bancs de prova per a intercanviadors de calor, evaporadors, condensadors i refrigerants secundaris, bancs de prova per a sistemes de bomba de calor aire-aire i bancs de prova per a condicionadors daire portàtils. És essencial que tots aquests dispositius proporcionin resultats de proves altament precisos i repetibles. Re/genT utilitza sensors KELLER al seu laboratori de mesura des de fa més d'una dècada. Això va començar quan Bosch va demanar explícitament a Re/genT que utilitzés els transmissors de pressió piezoresistivos de KELLER. La combinació de rendibilitat, qualitat i alta precisió va impressionar ràpidament l'empresa holandesa i va valer a KELLER un lloc permanent al laboratori de mesurament de Re/genT.
JOHN WIJNSTEKERS
Co-propietari de Re/genT
Cap del departament de producció de sistemes dassaig
“La combinació de preu i qualitat de KELLER Pressure, així com la seva alta precisió, és molt interessant”.
Per als diferents dispositius d'assaig es fan servir diferents sensors KELLER. La sèrie 33X és el transmissor piezoresistiu d'alta precisió insígnia de KELLER amb comunicació digital a través de RS485 (compatible amb modbus). La comunicació digital és vital per llegir els valors de prova i mostrar-los al programari propietari de l'empresa. La sèrie 23SX és un altre dels sensors més utilitzats.
La sèrie 23SX és un sensor precís i rendible. Està totalment soldat, cosa que significa que no té juntes tòriques internes, i per tant és apte per al seu ús amb tots els mitjans compatibles dʻacer inoxidable AISI 316L. El M5-HB, un transmissor de pressió únic, s'utilitza per realitzar determinats mesuraments específics. Aquest sensor ultraràpid de la mida d'un llumí té una amplada de banda de 50 kHz. Amb aquests tres transmissors a la vostra disposició, Re/genT sempre pot confiar en utilitzar el sensor KELLER més eficient per a cada aplicació específica.
El mesurament i l'assaig donen molt de si
S'estan introduint millores en diversos components per continuar reduint encara més el consum d'energia i aquests avenços estan marcant una veritable diferència:
- Els compressors, per exemple, cada vegada són més eficients. El compressor de velocitat controlada més utilitzat actualment pot augmentar enormement leficiència del sistema de refrigeració en el seu conjunt. En variar la velocitat, es minimitza la diferència de pressió en el compressor, cosa que maximitza la seva eficiència. Fins i tot els motors elèctrics que accionen el compressor són cada cop més eficients. Els nous motors elèctrics de corrent continu sense escombretes utilitzats en els compressors de velocitat controlada tenen moltes menys pèrdues que els motors d'inducció.
- Re/genT utilitza equips de mesura i control per avaluar com es pot optimitzar encara més un compressor i els seus components electrònics, tant en termes de soroll com d'energia. Cada punt percentual guanyat és una gran victòria, així que és important poder mesurar i provar amb molta precisió. Per exemple, quan un ventilador bufa una mica més fort, millora lintercanvi de calor. Però bufar massa fort consumeix més energia, de manera que determinar la velocitat òptima de bufat és una tasca molt precisa.
- L'aïllament és un altre camp on es pot progressar. S'estan provant aïllaments més gruixuts i diverses alternatives a l'aïllament clàssic, així com panells aïllants al buit i diferents tipus d'escuma. Els investigadors poden variar tant les matèries primeres amb què es fabrica l'escuma com el gas utilitzat com a agent escumant. La transferència de calor és més eficaç quan la temperatura fluctua tan poc com es pugui entre l'aire i l'evaporador o el condensador. Aquest és un altre àmbit on els avenços de l'enginyeria de refrigeració tracten constantment de millorar el que abans es considerava òptim.
Cap a on anem?
Re/genT ve actualmente el auge de las bombas de calor como una perspectiva muy realista. Aunque los costes bajarán, aún se necesitan muchos conocimientos para optimizar aún más los sistemas de bombas de calor. Re/genT trabaja intensamente en este campo. En cuanto a la refrigeración, es muy probable que los refrigerantes naturales se utilicen cada vez más para este fin. Todos los frigoríficos domésticos de Europa contienen ya el refrigerante natural isobutano, pero se sigue desarrollando su uso en otros sistemas de refrigeración y bombas de calor. La reciente introducción de una etiqueta energética para los sistemas de refrigeración comerciales y minoristas también supondrá un enorme ahorro de energía.
Projete de refrigeradors d'ampolles
Aquest projecte finançat per la UE va generar un estalvi d'energia enorme:
"En aquest procés, el fred s'emmagatzema en allò que s'anomena un 'material de canvi de fase'. En aquest cas només utilitzem gel, que absorbeix molta calor en descongelar-se i garanteix així que el sistema pugui suportar pics de demanda elevats. Això , alhora, permet utilitzar un compressor de molt baixa potència, cosa que ens proporciona un sistema de refrigeració molt eficient amb una excel·lent transferència de calor i diferències de pressió molt baixes a través del compressor, tot això, juntament amb tot tipus d'ajustaments , com la millora de l'aïllament de la porta del frigorífic, ens ha ajudat a reduir el consum d'energia ni més ni menys que un 75%”, afirma Wijnstekers.
