Dado que el cambio climático se está convirtiendo en una realidad urgente, las empresas han cambiado la forma en que abordan las tecnologías cotidianas, incluidas las utilizadas en refrigeración y enfriamiento. Como resultado, Sistemas de refrigeración de CO2 han surgido como alternativas eficientes y sostenibles a la refrigeración tradicional, que utiliza refrigerantes sintéticos como los hidrofluorocarbonos (HFC), que son potentes gases de efecto invernadero con altos valores de potencial de calentamiento global (GWP) y consumo de energía.
Por otro lado, el CO2 es un refrigerante natural que se caracteriza por un bajo impacto ambiental, un amplio rango de temperaturas de trabajo y eficiencia energética. Esto ha llevado a una mayor adopción de sistemas de refrigeración de CO2 para uso comercial e industrial. Por ejemplo, casi 25% de las tiendas de alimentación en Europa, unas 65,000, utilizan tecnología de refrigeración de CO2. Esto representa un aumento significativo con respecto al Tiendas 30,000 que utilizaron sistemas de refrigeración de CO2 transcrítico en 2019 en todo el mundo.
Por lo tanto, este blog proporciona información clave sobre los equipos de refrigeración de CO2 para minoristas y explora cómo puede ser el sistema de refrigeración más prometedor de la industria.
Índice del contenido
¿Qué es un sistema de refrigeración de CO2?
Mercado mundial de equipos de refrigeración de CO2
Aplicaciones de los sistemas de refrigeración de CO2
Tecnologías que respaldan la adopción de refrigerantes de CO2
Beneficios de la refrigeración con CO2
Conclusión
¿Qué es un sistema de refrigeración de CO2?
A refrigeración de CO2 El sistema es un equipo ecológico que utiliza dióxido de carbono (CO2) en el proceso de enfriamiento en lugar de refrigerantes sintéticos como los HFC utilizados en las unidades de refrigeración tradicionales. El CO2, o R-744, es un refrigerante natural que se encuentra en la atmósfera con un PCA de 1 y un potencial de agotamiento del ozono (ODP) nulo. Tampoco es tóxico, no inflamable, inodoro, incoloro e insípido. El sistema de refrigeración de CO2 consta de varios componentes, incluidos el compresor, el condensador, las válvulas de expansión y el evaporador.
El compresor es un componente fundamental que se utiliza para aumentar la presión y la temperatura del gas de trabajo, que alimenta el ciclo de refrigeración. El gas a alta temperatura y alta presión del compresor se transforma en estado líquido en el condensador. En este componente, el sistema absorbe y elimina el gas comprimido, lo que indica su capacidad para mantener un ambiente fresco. El refrigerante sale del condensador como líquido a alta presión y baja temperatura y se transfiere a la válvula de expansión.
La válvula de expansión reduce la presión del CO2 líquido, disminuyendo en consecuencia su temperatura. Además, la caída de presión hace que parte del CO2 hierva rápidamente, convirtiéndolo en una mezcla de vapor y líquido. Luego, el refrigerante ingresa al evaporador como una mezcla de líquido y vapor de CO2 a baja temperatura y presión. Enfría el aire del entorno absorbiendo el calor, evaporándose y transformándose nuevamente en gas a baja presión y completando el ciclo.
Mercado mundial de equipos de refrigeración de CO2
Cada vez más empresas en todo el mundo están cambiando a sistemas de refrigeración de CO2, lo que genera una mayor popularidad y demanda. En 2023, el tamaño del mercado de CO2 transcrítico se estimó en US $ 48.52 mil millones. Se prevé que alcance los 140.93 millones de dólares en 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 16.5%.
Europa, América del Norte y Japón constituyen el mercado más grande de equipos de refrigeración de CO2. Como mercado líder, Europa tiene aproximadamente Tiendas 68,500 que utilizan sistemas de refrigeración de CO2, de los cuales 60000 tienen sistemas de rack centralizados (tiendas) y 8500 tienen unidades condensadoras de CO2 (sitios industriales). Japón tiene aproximadamente 8385 tiendas y 400 sitios industriales equipados con sistemas de CO2 transcrítico. América del Norte tiene 2930 tiendas y 498 sitios industriales que utilizan tecnología de refrigeración de CO2.
Varios factores están impulsando la creciente demanda de unidades de refrigeración de CO2, entre ellos:
- Regulaciones gubernamentales estrictas que limitan el uso de refrigerantes HFC e implementan cronogramas destinados a reducir gradualmente la producción y el consumo de refrigerantes HFC. Por ejemplo, la Ley Estadounidense de Innovación y Fabricación de 2020 (Ley AIM) busca reducir los HFC a 60% de los niveles de referencia para 2024.
- Cambio global en curso hacia tecnologías ambientalmente sostenibles a medida que las empresas buscan reducir su huella de carbono.
- Avances tecnológicos en equipos de CO2 transcrítico, que han llevado a una mayor eficiencia del sistema, mejores controles y características de seguridad mejoradas.
Aplicaciones de los sistemas de refrigeración de CO2
Los sistemas de refrigeración de CO2 se utilizan en diversas industrias y entornos, entre ellos:
- Entornos industriales, como procesamiento de alimentos, productos farmacéuticos y fabricación, para procesos y equipos de refrigeración.
- Refrigeración comercial, incluidos supermercados, tiendas de conveniencia, restaurantes y otros establecimientos minoristas de alimentos.
- Almacenamiento y almacenamiento en frío, donde el control de la temperatura es fundamental para mantener la calidad y la seguridad de los productos almacenados.
- Sistemas de transporte frigorífico en camiones y remolques para el transporte seguro de mercancías sensibles a la temperatura
- En sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) para reducir su impacto ambiental.
Tecnologías que respaldan la adopción de refrigerantes de CO2
Las tecnologías utilizadas en refrigeración de CO2 Las unidades están evolucionando continuamente, lo que permite a los fabricantes crear equipos más eficientes y rentables. Estos pueden incluir:
Sistemas de CO2 subcríticos y transcríticos
Los sistemas de refrigeración de CO2 pueden funcionar en ciclos subcríticos o transcríticos. Los sistemas subcríticos operan por debajo del punto crítico de CO2 (31.1 ℃ y 7.37 MPa, para temperatura y presión, respectivamente), mientras que los sistemas transcríticos operan por encima de este punto. La elección entre ciclos subcríticos y transcríticos depende de la aplicación específica y de las condiciones ambientales. Por ejemplo, los ciclos transcríticos son ideales en contextos minoristas donde se utilizan refrigerantes naturales en sistemas de refuerzo.
Caracteristicas de seguridad
La seguridad en un sistema de refrigeración es importante. Las unidades de refrigeración de CO2 incorporan varias características de seguridad, como dispositivos de alivio de presión, sistemas de detección de fugas y mecanismos de apagado de emergencia, para garantizar un funcionamiento seguro.
Sistemas de control avanzados
Los sistemas de refuerzo transcrítico de CO2 integran sistemas de control avanzados que ayudan a gestionar las volatilidades del sistema y las altas presiones de CO2. Estos sistemas de control se utilizan para monitorear y optimizar el rendimiento del sistema de refrigeración de CO2. Por ejemplo, garantizan un control preciso de la temperatura, eficiencia energética y adaptabilidad a diferentes condiciones de funcionamiento.
Sistemas de recuperación de energía.
En los sistemas de refrigeración tradicionales, a menudo se descartaba el calor generado durante el ciclo de refrigeración. Esto hizo que la recuperación de calor fuera una gran preocupación entre las empresas y los consumidores. Por lo tanto, Sistemas de recuperación de energía en refrigeración de CO2. abordar este desafío proporcionando soluciones para capturar y reutilizar el calor residual generado durante el proceso de refrigeración. Esta tecnología mejora la eficiencia energética general, la rentabilidad y la sostenibilidad del sistema.
Beneficios de la refrigeración con CO2
Los sistemas de refrigeración de C02 están transformando la industria de la refrigeración, reemplazando gradualmente los equipos de refrigeración tradicionales. Ofrecen varios beneficios, que incluyen:
La eficiencia energética
El CO2 tiene un mayor rendimiento termodinámico, lo que conduce a un menor consumo de energía. Además, el CO2 tiene una temperatura de descarga más alta (aproximadamente 100 -120 °C) que los refrigerantes tradicionales, lo que mejora sus capacidades de recuperación de calor, índice de compresión y rechazo de calor.
Rentabilidad
Los equipos de refrigeración de CO2 tienen costos operativos y de mantenimiento relativamente más bajos. Por ejemplo, la eficiencia energética en última instancia reduce los costos. Además, el aumento de la investigación y el desarrollo (I+D) ha llevado a mayores volúmenes de producción y a la integración de innovaciones avanzadas, lo que ha llevado los costos del sistema a la par con los de los sistemas de refrigeración tradicionales con HFC.
Propiedades químicas estables
El refrigerante CO2 tiene propiedades químicas estables que garantizan confiabilidad y seguridad durante las operaciones, como la no toxicidad y la no inflamabilidad. Su naturaleza inerte ayuda a garantizar que no reaccione con otras sustancias en el sistema de refrigeración.
Bajo impacto ambiental
El CO2, como refrigerante natural, tiene un PCA de 1 y un PAO de 0, que es mucho menor que el de los refrigerantes sintéticos como los CFC y los HCFC. Por ejemplo, el R-134 y el R-404A tienen un PCA de 1400 y 3260, respectivamente. Estos valores de GWP hacen del CO2 una opción más sostenible desde el punto de vista medioambiental. Además, la mayor parte del CO2 utilizado para la refrigeración es un subproducto industrial liberado en las fábricas. Por tanto, su uso como refrigerante puede considerarse como reciclaje, reduciendo el impacto medioambiental.
Conclusión
Las unidades de refrigeración de CO2 se están convirtiendo en sistemas de refrigeración alternativos, sustituyendo a los equipos de refrigeración tradicionales. Desde supermercados hasta restaurantes y plantas de fabricación, los sistemas de refrigeración de CO2 se están convirtiendo gradualmente en el mecanismo de refrigeración preferido.
Esto crea una oportunidad para que las empresas no sólo defiendan la sostenibilidad ambiental sino que también atiendan la creciente demanda de soluciones ecológicas en el mercado. Proporcionar maquinaria de refrigeración conocida por su bajo impacto ambiental y el cumplimiento de estrictas regulaciones ambientales permite a estas empresas posicionarse como líderes en prácticas responsables.
Además de los beneficios ambientales, los sistemas de refrigeración de CO2 brindan alta eficiencia y ahorro de costos, lo que beneficia tanto a las empresas como a los clientes objetivo.
