Tipos de sistemas indirectos

Tipos de sistemas indirectos

Como pudimos objetar en nuestro anterior artículo ‘’sistemas de refrigeración directos e indirectos’’, disponemos de una gran variedad de sistemas de refrigeración, lo cual se convierte en una ventaja a la hora de buscar tu sistema adecuado. Podrás optar a tener suficiente información como para valorar de mejor modo cuál el que más se adapte a ti y a tus necesidades. En este caso, nos adentramos a saber un poco más acerca de los tipos de sistemas de refrigeración indirectos.

Definición de sistemas de refrigeración indirectos

El gas refrigerante es confinado en la zona de generación de frío, allí se transfiere la potencia de refrigeración a un fluido intermedio, mediante un intercambiador. El fluido intermedio, impulsado por un sistema de bombeo, lo transporta a los utilizadores finales tales como aerorefrigeradores, intercambiadores, serpentines de tanques etc.

¿Cuáles son los tipos de refrigeración indirecta?

Los podemos dividir en:

  • Sistemas indirectos cerrados.
  • Sistemas indirectos con fluidos secundarios en cambio de fase.
  • Otros tipos de sistemas indirectos

Sistemas indirectos cerrados

El fluido intermedio no entra en contacto directo con el producto a refrigerar. Dentro de los sistemas indirectos cerrados, existen varios tipos:

Indirecto cerrado “Built-in on site”

Se trata de sistemas de enfriamiento de fluido secundario que por su tamaño no pueden ser entregados habiendo sido probados en fábrica, aún así admiten la prefabricación por bloques, en la foto vemos uno de los 6 módulos para el aeropuerto de Heathrow. Cada uno, utilizando R-717 como gas refrigerante y MEG como fluido secundario por una capacidad unitaria de 6.700 kW, con un contenido de 135 kg de R-717 equivalente a una carga crítica de 0,2 kg/kW .

Fig. 1 Sistema Indirecto cerrado “Built-in on site” – Aereopuerto de Heathrow

 

Indirecto cerrado prefabricado

Fig. 2 Prototipo chiller INTARCON con R-717 como gas refrigerante

Se trata de un sistema de enfriamiento de fluido secundario realizado y testado en fábrica en funcionamiento y prestaciones y enviado totalmente montado a la instalación por su conexión al circuito del fluido secundario. En la Figura 3 se muestra un prototipo de chiller INTARCON con R-717 como gas refrigerante, con compresor de tornillo, condensado por aire, apto para funcionamiento con temperatura exterior hasta 48 °C. Potencia frigorífica de 362 kW para enfriar MPG al 35% entre -5 °C y -10 °C, carga crítica de 0,08 kg/kW.

 

Sistemas indirectos con fluidos secundarios en cambio de fase

1. Ice Slurry (Sorbete) – Mezcla bifásica de líquidos y sólidos

Una central de enfriamiento de fluido indirecto enfría MPG o MEG a una temperatura inferior al punto de congelación de un segundo fluido, agua, MPG o MEG, contenido en un segundo tanque, dotado de intercambiador y un sistema mezclador. Aquí se mantiene este segundo fluido en una mezcla de fase líquida y sólida en la forma de sorbete, “Ice Slurry” en inglés. Una bomba alimenta un tanque pulmón, donde otro mezclador mantiene el fluido en esta forma semi-congelada y que es posible bombear.

Es esta mezcla se bombea, normalmente a grandes distancias. El calor, en forma de sensible y latente, se transfiere a través de unos intercambiadores locales, por ejemplo aeroenfriadores, a los ambientes (o productos) a refrigerar. Típico ejemplo es el acondicionamiento de aire en minas de diamantes en Sud África.

Fig. 3 Esquema Ice Slurry (Sorbete) – Mezcla bifásica de líquidos y sólidos

2. Secundario con gas refrigerante en cambio de fase sin salto de presión.

Si te preguntas cuál es el funcionamiento de este sistema de refrigeración indirecta, una chiller enfría, condensándolo (el gas refrigerante secundario, por ejemplo CO2). Este gas, en fase líquida, es bombeado con bombas de tipos herméticas o semiherméticas hasta las unidades terminales, donde el fluido secundario intercambia calor latente sin cambio de presión evaporando una fracción del líquido.

Las ventajas que tiene este sistema son:

  • La posibilidad de utilización en baja temperatura, servicios hasta -45 °C.
  • Reducción del coste de bombeo y disminución del diámetro de las tuberías y aislamiento debida a:
    • 1 kg de CO2 puede intercambiar 258 kJ/kg. 1 kg de MPG puede intercambiar, con un DT de 5 K, aproximadamente 18 kJ/kg entre -10 °C y -5 °C. Aun considerando bombear 2 veces la masa de CO2 a evaporar la capacidad de transporte del CO2 es 7 veces mayor respecto al MPG.
    • Viscosidad: La viscosidad del CO2 líquido a -10 °C es de 0,118 mPa·s. La viscosidad del MPG a -10 °C, con concentración del 35 %, es de 17,5 mPa·s. Como la viscosidad influye en las pérdidas de carga del circuito de forma inversamente proporcional y la cantidad de fluido a bombear es muy inferior, esta solución representa una óptima opción desde un punto de vista de ahorro energético en el bombeo, así como una reducción en el diámetro de las tuberías y en el coste de aislamiento.
    • Otro punto favorable es que, siendo el refrigerante un fluido con cambio de fase y temperatura de intercambio constante, el Δtml resulta más elevado, consecuentemente y paridad de otros parámetros, las superficies de intercambio resultan menores.

3. Sistemas con unidades periféricas de CO2 subcrítico para baja temperatura

Es un sistema en el cual una unidad enfriadora, chiller, enfría un fluido secundario, normalmente MPG o MEG, y un sistema de bombeo lo distribuye a lo largo de la instalación.
El fluido refrigerante secundario, o refrigerante, alimenta directamente los aeroenfriadores de las cámaras y/u otros sistemas de enfriamiento para servicios a 0 °C.
Al mismo tiempo el fluido secundario se utiliza como fluido frío para condensar el CO2 en unidades compactas periféricas de tipo subcrítico, que pueden enfriar túneles de congelación y/o cámaras frigoríficas de baja temperatura.

Otro tipo de sistemas indirectos

Cerrando este artículo, solo mencionaremos que existen otro tipo de sistemas indirectos, como son los de condensación indirecta y de tipo abierto. Puedes descargarte la información completa haciendo clic en la imagen de abajo. Ambos los analizamos en ese descargable en formato PDF.

Share this post