1. Reducción de la carga térmica del almacenamiento en frío
1. Estructura envolvente del almacenamiento en frío
La temperatura de almacenamiento en la cámara frigorífica suele rondar los -25 °C, mientras que la temperatura exterior diurna en verano supera los 30 °C. Esto significa que la diferencia de temperatura entre ambos lados de la estructura de la cámara frigorífica es de aproximadamente 60 °C. La elevada radiación solar genera una considerable carga térmica derivada de la transferencia de calor desde las paredes y el techo hacia el interior de la cámara, lo que representa una parte importante de la carga térmica total de la misma. La mejora del aislamiento térmico de la estructura se logra principalmente mediante el engrosamiento de la capa aislante, la aplicación de una capa aislante de alta calidad y la implementación de diseños racionales.
2. Espesor de la capa aislante
Por supuesto, aumentar el grosor de la capa de aislamiento térmico de la estructura de la envolvente incrementará el coste de inversión inicial, pero en comparación con la reducción del coste operativo habitual del almacenamiento en frío, resulta más razonable desde un punto de vista económico o de gestión técnica.
Para reducir la absorción de calor de la superficie exterior se suelen utilizar dos métodos.
En primer lugar, la superficie exterior de la pared debe ser blanca o de color claro para mejorar su capacidad de reflexión. Bajo la luz solar intensa del verano, la temperatura de la superficie blanca es entre 25 °C y 30 °C inferior a la de la superficie negra;
La segunda opción consiste en crear un cerramiento parasol o una capa intermedia de ventilación en la superficie del muro exterior. Este método es más complejo en la práctica y menos utilizado. Consiste en instalar la estructura del cerramiento exterior a cierta distancia del muro aislante, formando una estructura tipo sándwich, y colocar rejillas de ventilación por encima y por debajo de la capa intermedia para generar ventilación natural, que permita disipar el calor de la radiación solar absorbido por el cerramiento exterior.
3. Puerta de la cámara frigorífica
Debido a que el almacén frigorífico requiere la entrada y salida frecuente de personal, así como la carga y descarga de mercancías, la puerta debe abrirse y cerrarse constantemente. Si no se realiza un aislamiento térmico adecuado en la puerta, se generará una carga térmica considerable debido a la entrada de aire a alta temperatura del exterior y al calor corporal. Por lo tanto, el diseño de la puerta del almacén frigorífico es fundamental.
4. Construir una plataforma cerrada
Utiliza un enfriador de aire para enfriar; la temperatura puede alcanzar entre 1 °C y 10 °C. Está equipado con una puerta refrigerada corrediza y una junta de sellado flexible. Prácticamente no se ve afectado por la temperatura exterior. En una cámara frigorífica pequeña, se puede instalar un compartimento en la puerta de entrada.
5. Puerta refrigerada eléctrica (cortina de aire frío adicional)
La velocidad inicial de apertura 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 ha alcanzado 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 a aproximadamente la mitad de la velocidad de apertura. Se ha instalado un interruptor automático con sensor 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 operario.
6. Iluminación en el almacén
Utilice lámparas de alta eficiencia con baja generación de calor, bajo consumo de energía y alto brillo, como las lámparas de sodio. La eficiencia de las lámparas de sodio de alta presión es 10 veces mayor que la de las lámparas incandescentes comunes, mientras que su consumo energético es solo una décima parte del de las lámparas ineficientes. Actualmente, en algunas cámaras frigoríficas más avanzadas se utilizan nuevos LED para la iluminación, con menor generación de calor y menor consumo energético.
2. Mejorar la eficiencia de funcionamiento del sistema de refrigeración.
1. Utilice un compresor con economizador.
El compresor de tornillo se puede ajustar de forma continua dentro del rango de energía del 20 al 100 % para adaptarse a los cambios de carga. Se estima que una unidad de tipo tornillo con economizador y una capacidad de refrigeración de 233 kW puede ahorrar 100 000 kWh de electricidad al año, basándose en 4000 horas de funcionamiento anuales.
2. Equipos de intercambio de calor
Se prefiere el condensador evaporativo directo para reemplazar el condensador de carcasa y tubos refrigerado por agua.
Esto no solo reduce el consumo de energía de la bomba de agua, sino que también ahorra 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 ahorrar una gran cantidad de recursos hídricos.
3. En el extremo del evaporador de la cámara frigorífica, se prefiere el ventilador de refrigeración 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 de velocidad continua, el caudal de aire se puede ajustar para adaptarse a las variaciones de carga en el almacén. Los productos pueden circular a máxima velocidad inmediatamente después de su entrada en el almacén, reduciendo rápidamente su temperatura. Una vez que los productos alcanzan la temperatura predeterminada, la velocidad disminuye, evitando el consumo de energía y las pérdidas de la máquina causadas por las paradas y arranques 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 incremento de la presión de condensación. Los datos muestran que cuando el sistema de refrigeración se mezcla con aire, 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 interior del evaporador afecta significativamente la eficiencia del intercambio de calor. Cuando existe una película de aceite de 0,1 mm de espesor en el tubo del evaporador, para mantener la temperatura deseada, 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 la incrustación es mayor que la de la pared del tubo del intercambiador de calor, lo que afecta la eficiencia de la transferencia de calor y aumenta la presión de condensación. Cuando la pared del tubo de agua del condensador se incrusta en 1,5 mm, la temperatura de condensación aumenta 2,8 °C con respecto a la temperatura original, y el consumo de energía se incrementa en un 9,7 %. Además, la incrustación aumenta la resistencia al flujo del agua de refrigeración y, por consiguiente, el consumo de energía de la bomba de agua.
Los métodos para prevenir y eliminar la cal pueden ser la desincrustación y la eliminación de incrustaciones mediante dispositivos electrónicos magnéticos de agua, la desincrustación química, la desincrustación mecánica, etc.
3. Descongelación del equipo de evaporación
Cuando el espesor de la capa de escarcha es >10 mm, la eficiencia de transferencia de calor cae en más del 30%, lo que demuestra que la capa de escarcha tiene una 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 del tubo es de 10 °C y la temperatura de almacenamiento es de -18 °C, el valor del coeficiente de transferencia de calor K es solo alrededor del 70% del valor original después de que el tubo haya estado en funcionamiento durante un mes, especialmente en las nervaduras del enfriador de aire. Cuando el tubo plano tiene una capa de escarcha, no solo aumenta la resistencia térmica, sino también la resistencia al flujo de aire, y en casos severos, se expulsará sin aire.
Se prefiere utilizar la descongelación por aire caliente en lugar de la descongelación eléctrica para reducir el consumo de energía. El calor residual del compresor puede utilizarse como fuente de calor para la descongelación. 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, se puede aumentar la temperatura de evaporación. Si la temperatura de condensación permanece constante, esto significa que aumenta la capacidad de refrigeración del compresor. También se puede decir que se obtiene la misma capacidad de refrigeración. En este caso, se puede reducir el consumo de energía. Según las estimaciones, cuando la temperatura de evaporación disminuye 1 °C, el consumo de energía aumenta entre un 2 % y un 3 %. Además, reducir la diferencia de temperatura también es sumamente beneficioso para disminuir el consumo de alimentos secos almacenados.
Fecha de publicación: 18 de noviembre de 2022