Sistema de CO2 transcrítico: ¿Es una alternativa para tu refrigeración?

Aunque el uso de CO2 como gas refrigerante en sistemas de refrigeración industrial es muy antiguo, últimamente hemos presenciado un “boom” en su implementación debido a las actuales legislaciones para detener el cambio climático. Esto ha generado un gran margen de oportunidad en el que el cuidado del medio ambiente se lleva de la mano con la eficiencia energética de las empresas, gracias al uso de refrigerantes naturales en la industria.

Saber cómo implementar correctamente un sistema con base en CO2 ya no es más una alternativa del futuro: es una necesidad para las empresas, pero también para ingenieros, técnicos, y todo el personal involucrado en el mantenimiento de los sistemas de refrigeración.

Subcrítico y transcrítico: conoce las diferencias

Aunque en ambos sistemas se utiliza el CO2 como refrigerante, la principal diferencia entre el sistema de CO2 subcrícito y el transcrítico es el proceso de condensación:

·      Aplicación subcrítica:

En este caso, el CO2 reacciona como cualquier otro refrigerante. Cuando absorbe calor, se comprime y condensa. Esto hace que, al perder calor, se transforme del estado gaseoso al líquido.

·      Aplicación transcrítica

En esta aplicación, el CO2 funciona muy diferente a otros gases refrigerantes porque no se condensa. Esto quiere decir que nunca cambia su estado gaseoso. 

En ambos sistemas, el CO2 plantea varios beneficios: su eficiencia puede ser hasta 8 veces mayor que la de otros gases refrigerantes, presenta baja toxicidad y no es inflamable, lo que representa una mayor seguridad en las operaciones.

Sin embargo, antes de diseñar e instalar un sistema con base en CO2, es necesario analizar las especificidades de cada caso para decidir si un sistema transcrítico puede ser una alternativa viable.

Temperatura de compresión

Normalmente, la temperatura crítica del CO2 es de aproximadamente 31°C con una presión de 74.4 Bar. En un sistema transcrítico, el CO2 se enfría, pero no llega a condensarse, manteniéndose por encima de la temperatura crítica. En una aplicación transcrítica, la presión del CO2 puede llegar a  103.4 Bar, aproximadamente.

Características de un sistema CO2 transcrítico

Debemos tener en cuenta que el término “crítico” no significa que se trabaja bajo condiciones serias o de peligro. Más bien se refiere al punto específico entre los estados del refrigerante.

Los sistemas transcríticos, al igual que los sistemas subcríticos, evaporan el CO2 debajo de su punto crítico. Sin embargo, en estos sistemas, la descarga de presión del compresor es muy alta y por encima del punto crítico. Esto hace que, en consecuencia, el fluido sobrecalentado deba ser constantemente enfriado en un enfriador de gas, en vez de enfriar y condensarlo a líquido, como en un ciclo subcrítico. El fluido comprimido y refrigerado recibe una reducción en presión por debajo del punto crítico donde una parte del fluido se condensa en líquido para ser alimentado en el evaporador.

¿Es recomendable implementar un sistema de CO2 transcrítico?

Este tipo de sistemas tienen la ventaja de utilizar únicamente refrigerantes naturales y ser altamente eficientes en comparación con otras instalaciones. Sin embargo, debido a los altos niveles de presión utilizadas, requieren una instalación mucho más compleja que otras alternativas. Lo anterior no es un impedimento para su implementación, sino un recordatorio de la importancia que un buen diseño del sistema de refrigeración tiene por sobre la implementación. El uso de equipos y componentes adecuados y, sobre todo, la capacitación cualificada es más que importante en este tipo de sistemas.  

Consideraciones antes de implementar un sistema de CO2 transcrítico

En el diseño de sistemas de refrigeración con base en CO2 debe considerar y procurar estas variantes y componentes:

• Clima
• Tamaño y capacidad de la sala de máquinas
• Tecnología a implementar
• Controladores
• Recuperación de calor
• Instalación
• Asistencia

Cada una de estas variantes considera decisiones importantes en el diseño e implementación del sistema transcrítico y los equipos que intervienen en el mismo.

Las aplicaciones refrigerantes con CO2 darán mucho de qué hablar en los próximos años, por lo que estar actualizado es imprescindible para mantenerse vigente. La clave, como en otro tipo de desafíos es establecer alianzas estratégicas y seguir en constante capacitación.