El consumo de energía nunca había sido un tema tan candente para la refrigeración comercial como lo es ahora. Los refrigeradores y congeladores para cocinas son los responsables de una parte significativa de la factura energética de toda la industria de la restauración. Por eso, tanto las autoridades como los clientes se preocupan cada vez más por las normas y las clasificaciones de eficiencia energética, para comprender no solo lo que cuesta adquirir una unidad, sino también lo que cuesta su funcionamiento. Para los ingenieros de diseño de refrigeración, esto supone todo un desafío. Tras haber alcanzado ya numerosas mejoras en la eficiencia, necesitan revisar los fundamentos de diseño y considerar nuevos enfoques.
En Danfoss, creemos que es hora de que los fabricantes de equipos de refrigeración para cocinas comerciales adopten técnicas de desescarche por gas caliente, que ya están permitiendo ahorrar mucha energía en cámaras frigoríficas y máquinas de hielo. Esta tecnología está demostrada, es conocida y muchas de las unidades de refrigeración profesionales actuales ya utilizan los controladores de refrigeración multifunción necesarios para su uso.
Esto significa que el desescarche por gas caliente es, en realidad, más sencillo y más rentable que muchas de las alternativas que están probando actualmente algunos fabricantes. Además, con un ahorro de energía de entre el 8 y el 10 %, las ventajas son significativas. En este artículo, se ofrece un resumen del funcionamiento del desescarche por gas caliente, se aborda por qué es tan eficiente y se sugieren algunos enfoques para aplicar esta tecnología de manera sencilla y con un mantenimiento reducido.
Los principales fabricantes de equipos de refrigeración para cocinas comerciales de todo el mundo compiten para lograr que sus unidades sean cada vez más eficientes desde el punto de vista energético. Existen dos razones claves que impulsan este ciclo de desarrollo.
La primera razón es la necesidad de cumplir con los avances legislativos, que establecen estándares de eficiencia cada vez más estrictos en un esfuerzo por limitar el cambio climático. En los Estados Unidos, por ejemplo, el Departamento de Energía ha decretado normas mínimas de conservación de la energía que se aplican a los refrigeradores, los congeladores y los refrigeradores-congeladores comerciales.
A su vez, en Europa, el Reglamento 2015/1095 de diseño ecológico define los requisitos mínimos de rendimiento energético que deben cumplir los equipos de refrigeración y congelación.
No obstante, además de establecer requisitos mínimos, las autoridades han definido una serie de criterios para ayudar a los compradores a comparar más fácilmente la eficiencia energética. Mientras que la normativa europea de diseño ecológico contempla un requisito de etiquetado energético, el programa voluntario ENERGY STAR de la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. permite a los fabricantes diferenciar sus productos más eficientes desde el punto de vista energético de los que no lo son.Lo que nos lleva a hablar de la segunda razón.
Como resultado de todo lo anterior —y con unos costes energéticos durante toda la vida útil de una unidad de refrigeración comercial que posiblemente superen su precio de compra en una proporción de cuatro a uno—, la eficiencia se ha convertido en un punto clave de diferenciación en el mercado. Sin embargo, ante un panorama en el que la normativa no deja de endurecerse y la competencia no deja de mejorar, muchos de los ingenieros que trabajan en el desarrollo de unidades de refrigeración para cocinas comerciales de última generación se están topando con que las mejoras en eficiencia energética más obvias ya se están utilizando. Los «logros rápidos», como la mejora en el aislamiento de los armarios o las actualizaciones con componentes de sustitución directa, ahora son más difíciles de encontrar.
Esto implica que los ingenieros están recurriendo a enfoques alternativos y revisando el diseño de los sistemas. Ante este panorama, Danfoss sugiere que ha llegado el momento de considerar la idea de utilizar la tecnología de desescarche por gas caliente en el ámbito de la refrigeración para cocinas comerciales.
Las personas implicadas en el diseño de aplicaciones de refrigeración de gran tamaño, cámaras frigoríficas o máquinas de hielo seguramente ya estén familiarizadas con las técnicas de desescarche por gas caliente. Y aunque es posible que todavía no hayan considerado el desescarche por gas caliente como una opción realista para las unidades de refrigeración para cocinas comerciales, la realidad es bien distinta: se trata de una solución elegante y, lo que es más importante, eficiente desde el punto de vista energético.
En resumen, el desescarche por gas caliente funciona con ayuda de una válvula solenoide controlada por la demanda que desvía la producción de gas caliente del compresor de vuelta a la bobina del evaporador para calentarlo desde el interior. Basta un simple vistazo a este diagrama para comprender la sencillez del concepto.
Los cálculos y los ensayos de laboratorio en curso sugieren que este enfoque podría reducir el consumo total de energía entre un 8 y un 10 % en un refrigerador convencional profesional para cocinas. Un único cambio interno que podría suponer una mejora potencial de uno o varios niveles en la clasificación de diseño ecológico.
Existen dos motivos principales por los que el desescarche por gas caliente es tan eficiente. En primer lugar, porque utiliza el calor generado por el compresor. A diferencia de los enfoques de desescarche eléctrico convencionales, no se necesita ningún elemento calefactante adicional, lo que permite ahorrar un importante consumo de energía.
En segundo lugar, el gas calienta la bobina del evaporador desde el interior, con lo que la escarcha aislante se descongela desde dentro hacia fuera. Esto se traduce en un gasto energético mucho menor para calentar las inmediaciones de la bobina que cuando el calor se aplica a partir de un elemento eléctrico externo.
Tradicionalmente, las técnicas de desescarche por gas caliente se consideraban demasiado complicadas y costosas para aplicaciones con una tecnología relativamente elemental como la de los refrigeradores y congeladores de cocinas comerciales. Pero las cosas están cambiando.
Los fabricantes de equipos de refrigeración llevan ya varios años mejorando la eficiencia energética de las unidades comerciales y, a medida que se endurecen los requisitos normativos, es más sencillo diseñar y obtener componentes de calidad probada. Además, a los ingenieros de mantenimiento también les resulta más fácil desarrollar las correspondientes tareas de mantenimiento. No hay necesidad de reinventar la rueda.
Por otra parte, los cambios en otros aspectos del diseño de las unidades de refrigeración comercial hacen que la técnica resulte más sencilla y más rentable de aplicar de lo que era antes.
En concreto, el uso cada vez mayor de controladores de refrigeración multifunción eficientes en unidades para cocinas comerciales significa que un número creciente de sistemas ya están equipados con el mecanismo de control necesario para accionar la válvula solenoide de gas caliente. Puede ser cuestión simplemente de una conexión más y algunos ajustes de configuración.
La incorporación de una línea de desescarche por gas caliente en el diseño de un sistema reduce significativamente la carga de trabajo y la inversión en equipos adicionales. Además, con un potencial de ahorro energético global del orden del 8-10 %, a los fabricantes sin duda les merece la pena probar este enfoque en los próximos pasos de su camino a la eficiencia energética.
En su nivel de diseño más básico, el desescarche por gas caliente requiere dos componentes principales: una válvula solenoide y un controlador electrónico de refrigeración para abrirla. Dentro del catálogo de productos de Danfoss, los artículos más adecuados son el controlador ERC 112 y las válvulas solenoides EVUL.
Es muy posible que nuestros clientes ya hayan incorporado a sus diseños un controlador de refrigeración de nueva generación para ahorrar energía. Incluso sin tener en cuenta sus prestaciones para el desescarche por gas caliente, los controladores ERC de Danfoss se han diseñados para ahorrar hasta un 33 % en el consumo energético gracias a sus características de ahorro energético. Además de la función de desescarche, el controlador adecuado empleará sofisticadas rutinas adicionales de ahorro energético para optimizar el uso del compresor, la iluminación y el ventilador.
Un controlador autónomo no solo simplifica el diseño, sino que permite ahorrar tiempo y costes de producción previa, creación de prototipos, montaje y mantenimiento, puesto que cada unidad está totalmente probada y aprobada. En vez de complicar el diseño del sistema, la adopción de este enfoque sin duda podría hacerlo más sencillo.
Una vez que se dispone de un controlador electrónico avanzado y eficiente, el único requisito técnico adicional es una válvula solenoide. De nuevo, es importante elegir un componente que permita maximizar la eficiencia energética y hacer que el diseño, el montaje y el mantenimiento resulten lo más sencillos posibles. Para este trabajo, Danfoss recomienda sus válvulas solenoides EVUL, que además de ser compactas y ligeras, se adaptan sin dificultad a la mayoría de las unidades de refrigeración para cocinas comerciales. También disponen de conexiones bimetálicas soldadas por láser que permiten una soldadura rápida sin disipador ni paño de calor.
Al igual que el controlador ERC, el diseño de la válvula solenoide EVUL reduce el consumo energético a mínimos absolutos. Se trata de una válvula robusta y muy resistente a las vibraciones, con una excelente integridad contra fugas y bobinas encapsuladas que garantizan una prolongada vida útil libre de problemas. Con ellas, nuestros clientes tienen la seguridad de que están mejorando la fiabilidad de su sistema.
La eficiencia energética no es el único desafío medioambiental al que se enfrentan los fabricantes de equipos de refrigeración para cocinas comerciales. Los refrigerantes de alto potencial de calentamiento global (GWP) están desapareciendo progresivamente de los mercados de todo el mundo, por lo que las empresas deben encontrar el momento adecuado para su transición a alternativas de bajo GWP, todo ello sin poner en riesgo la rentabilidad, la seguridad o el rendimiento.
Danfoss considera que su responsabilidad es apoyar a los fabricantes ofreciéndoles asesoramiento y consejos técnicos claros, así como diseñando una tecnología que funcione con la mayor variedad de refrigerantes de bajo GWP posible, para que disfruten de la oferta más variada.
En el caso de las unidades de refrigeración para cocinas comerciales, los fabricantes están explorando los refrigerantes basados en hidrocarburos naturales y, por eso, Danfoss se ha centrado en garantizar que el diseño de su tecnología resulte seguro para refrigerantes de categoría A3.
Los refrigeradores y los congeladores del sector de las cocinas comerciales de todo el mundo necesitan mejorar urgentemente su eficiencia energética. Sin embargo, deben mantener en todo momento su sencillez, su fiabilidad y su rentabilidad desde el punto de vista del diseño, la fabricación y el mantenimiento.
En este sentido, la combinación de un controlador ERC con una válvula solenoide EVUL ofrece una solución simplificada y autónoma a aquellos ingenieros de diseño que deseen explorar el uso del desescarche por gas caliente en unidades para cocinas comerciales. Esta configuración les permitirá conseguir un incremento inmediato de la eficiencia sin añadir complejidad, mantenimiento ni costes excesivos.
Sin embargo, los controladores y las válvulas solenoides no son los únicos recursos a disposición de los clientes para que puedan aumentar la eficiencia de sus unidades. Así, Danfoss les ofrece una gama completa de soluciones para reducir el consumo energético en todas las etapas:
Las estimaciones apuntan a que el conjunto de estos componentes eficientes permitiría mejorar en hasta un 80 % la eficiencia de una unidad de refrigeración para cocinas comerciales. Por eso, nos gustaría invitar a todos nuestros clientes a que nos ayuden a poner a prueba dichos cálculos.
En Danfoss, trabajamos con fabricantes seleccionados para crear modelos y calcular el impacto para el conjunto del sistema de las mejoras relacionadas con la eficiencia y, al mismo tiempo, sometemos esos cálculos a ensayo en nuestra red mundial de Centros de Desarrollo de Aplicaciones.
Cualquier cliente que desee explorar las posibilidades del desescarche por gas caliente o formular alguna pregunta deberá ponerse en contacto con Danfoss.
Danfoss ofrece una amplia gama de equipos de refrigeración para alimentos y bebidas con los que preservar su calidad desde el origen hasta el consumidor. Encuentra todos nuestros productos y herramientas aquí.