¿Cómo ahorrar energía en cámaras frigoríficas?

1. Reducción de la carga térmica del almacenamiento frigorífico

1. Estructura de la envolvente del almacenamiento frigorífico
La temperatura de almacenamiento en cámaras frigoríficas de baja temperatura suele rondar los -25 °C, mientras que la temperatura exterior diurna en verano suele superar los 30 °C. Es decir, la diferencia de temperatura entre ambos lados de la estructura del recinto es de unos 60 °C. La alta radiación solar genera una carga térmica considerable, generada por la transferencia de calor desde las paredes y el techo hacia el almacén, lo que representa una parte importante de la carga térmica en todo el almacén. La mejora del aislamiento térmico de la estructura de la envolvente se basa principalmente en el engrosamiento de la capa de aislamiento, la aplicación de una capa de aislamiento de alta calidad y la aplicación de un diseño racional.

2. Espesor de la capa de aislamiento

Por supuesto, engrosar la capa de aislamiento térmico de la estructura de la envoltura aumentará el costo de inversión único, pero en comparación con la reducción del costo operativo regular del almacenamiento en frío, es más razonable desde un punto de vista económico o un punto de vista de gestión técnica.
Se utilizan comúnmente dos métodos para reducir la absorción de calor de la superficie exterior.
En primer lugar, la superficie exterior de la pared debe ser blanca o de un color claro para mejorar la capacidad de reflexión. Bajo la intensa luz solar del verano, la temperatura de la superficie blanca es entre 25 °C y 30 °C inferior a la de la superficie negra.
El segundo método consiste en construir un parasol o una lámina de ventilación sobre la superficie del muro exterior. Este método es más complejo en la construcción y menos utilizado. Consiste en colocar la estructura del cerramiento exterior a cierta distancia del muro aislante para formar un sándwich, y colocar respiraderos por encima y por debajo de la lámina para generar ventilación natural, lo que permite absorber el calor de la radiación solar.

3. Puerta de almacenamiento en frío

Dado que las cámaras frigoríficas requieren frecuentemente la entrada y salida de personal para la carga y descarga de mercancías, la puerta del almacén debe abrirse y cerrarse con frecuencia. Si no se realiza el aislamiento térmico en la puerta del almacén, se generará una cierta carga térmica debido a la infiltración de aire a alta temperatura del exterior y al calor del personal. Por lo tanto, el diseño de la puerta del almacén frigorífico también es muy importante.
4. Construir una plataforma cerrada
Utiliza un enfriador de aire para enfriar, alcanzando temperaturas de entre 1 °C y 10 °C. Está equipado con una puerta refrigerada corrediza y una junta de sellado suave. No se ve afectado por la temperatura exterior. Una cámara frigorífica pequeña puede incorporar un compartimento en la entrada.

5. Puerta refrigerada eléctrica (cortina de aire frío adicional)
La velocidad inicial de una sola hoja era de 0,3 a 0,6 m/s. Actualmente, la velocidad de apertura de las puertas de refrigeradores eléctricos de alta velocidad alcanza 1 m/s, y la de las puertas de refrigeradores de doble hoja, 2 m/s. Para evitar riesgos, la velocidad de cierre se controla aproximadamente a la mitad de la velocidad de apertura. Un interruptor automático con sensor está instalado delante de la puerta. Estos dispositivos están diseñados para acortar el tiempo de apertura y cierre, mejorar la eficiencia de carga y descarga, y reducir el tiempo de espera del operador.

6. Iluminación en el almacén
Utilice lámparas de alta eficiencia con baja generación de calor, bajo consumo y alta luminosidad, como las lámparas de sodio. La eficiencia de las lámparas de sodio de alta presión es diez veces mayor que la de las lámparas incandescentes convencionales, mientras que el consumo energético es solo una décima parte del de las lámparas ineficientes. Actualmente, se utilizan nuevos LED como iluminación en algunas cámaras frigoríficas más avanzadas, con menor generación de calor y menor consumo energético.

2. Mejorar la eficiencia de trabajo del sistema de refrigeración.

1. Utilice un compresor con economizador.
El compresor de tornillo se puede ajustar de forma continua dentro de un rango de energía del 20 al 100 % para adaptarse a los cambios de carga. Se estima que una unidad de tornillo con un economizador y una capacidad de refrigeración de 233 kW puede ahorrar 100 000 kWh de electricidad al año, basándose en 4000 horas de funcionamiento anual.

2. Equipos de intercambio de calor
Se prefiere el condensador evaporativo directo para reemplazar al condensador de carcasa y tubos enfriado por agua.
Esto no solo reduce el consumo de energía de la bomba de agua, sino que también reduce la inversión en torres de refrigeración y piscinas. Además, el condensador evaporativo directo requiere solo una décima parte del caudal de agua del tipo refrigerado por agua, lo que permite un ahorro considerable de recursos hídricos.

3. En el extremo del evaporador del almacenamiento en frío, se prefiere el ventilador de enfriamiento en lugar del tubo de evaporación.
Esto no solo ahorra materiales, sino que también ofrece una alta eficiencia de intercambio de calor. Si se utiliza un ventilador de refrigeración con regulación continua de velocidad, el volumen de aire puede ajustarse para adaptarse a los cambios de carga en el almacén. La mercancía puede funcionar a máxima velocidad justo después de su ingreso al almacén, lo que reduce rápidamente su temperatura. Una vez alcanzada la temperatura predeterminada, se reduce la velocidad, evitando el consumo de energía y las pérdidas de la máquina causadas por arranques y paradas frecuentes.

4. Tratamiento de impurezas en equipos de intercambio de calor
Separador de aire: Cuando hay gas no condensable en el sistema de refrigeración, la temperatura de descarga aumenta debido al aumento de la presión de condensación. Los datos muestran que, al mezclar aire en el sistema de refrigeración, su presión parcial alcanza los 0,2 MPa, el consumo de energía del sistema aumenta un 18 % y la capacidad de refrigeración disminuye un 8 %.
Separador de aceite: La película de aceite en la pared interna del evaporador afecta considerablemente la eficiencia de intercambio de calor. Cuando hay una película de aceite de 0,1 mm de espesor en el tubo del evaporador, para mantener la temperatura establecida, la temperatura de evaporación disminuye 2,5 °C y el consumo de energía aumenta un 11 %.

5. Eliminación de incrustaciones en el condensador
La resistencia térmica de las incrustaciones también es mayor que la de la pared del tubo del intercambiador de calor, lo que afecta la eficiencia de transferencia de calor y aumenta la presión de condensación. Cuando la pared de la tubería de agua del condensador se incrusta 1,5 mm, la temperatura de condensación aumenta 2,8 °C con respecto a la temperatura original y el consumo de energía aumenta un 9,7 %. Además, las incrustaciones aumentan la resistencia al flujo del agua de refrigeración y el consumo de energía de la bomba de agua.
Los métodos para prevenir y eliminar la incrustación pueden ser desincrustación y antical con dispositivo electrónico magnético de agua, desincrustación con decapado químico, desincrustación mecánica, etc.

3. Descongelación de equipos de evaporación
Cuando el espesor de la capa de escarcha es >10 mm, la eficiencia de transferencia de calor disminuye en más de un 30 %, lo que demuestra su gran influencia en la transferencia de calor. Se ha determinado que, cuando la diferencia de temperatura medida entre el interior y el exterior de la pared de la tubería es de 10 °C y la temperatura de almacenamiento es de -18 °C, el valor del coeficiente de transferencia de calor K es solo aproximadamente el 70 % del valor original después de que la tubería haya estado en funcionamiento durante un mes, especialmente en las nervaduras del enfriador de aire. Cuando el tubo de chapa presenta una capa de escarcha, no solo aumenta la resistencia térmica, sino también la resistencia al flujo del aire, y en casos extremos, se puede enviar sin viento.
Se prefiere el descongelamiento por aire caliente en lugar del descongelamiento por calefacción eléctrica para reducir el consumo de energía. El calor de escape del compresor puede utilizarse como fuente de calor para el descongelamiento. La temperatura del agua de retorno de escarcha suele ser entre 7 y 10 °C inferior a la del agua del condensador. Tras el tratamiento, puede utilizarse como agua de refrigeración del condensador para reducir la temperatura de condensación.

4. Ajuste de la temperatura de evaporación
Si se reduce la diferencia de temperatura entre la temperatura de evaporación y la del almacén, la temperatura de evaporación puede aumentarse en consecuencia. En este caso, si la temperatura de condensación se mantiene sin cambios, significa que la capacidad de enfriamiento del compresor de refrigeración aumenta. También se puede decir que se obtiene la misma capacidad de enfriamiento. En este caso, se puede reducir el consumo de energía. Según las estimaciones, al reducir la temperatura de evaporación en 1 °C, el consumo de energía aumentará entre un 2 % y un 3 %. Además, reducir la diferencia de temperatura también es muy beneficioso para reducir el consumo de alimentos secos almacenados en el almacén.