6 razones para elegir CO2 (R744)

El CO2 (R744), como refrigerante natural, se aplica cada vez más en los sistemas de refrigeración. La transición del mercado de los refrigerantes de alto potencial de calentamiento global (PCG) a las soluciones ecológicas va de la mano de avances tecnológicos como las unidades inverter transcríticas de CO2. Para satisfacer el creciente interés por la tecnología de los refrigerantes naturales, los miembros del mercado de la refrigeración necesitan concienciación, formación y conocimientos fiables. En el siguiente material, hemos recopilado las principales razones por las que debería considerar el refrigerante R744.

Motivo 1: Restricciones del Reglamento sobre gases fluorados

Earth temperature icon, EU flags and building

El actual Reglamento europeo n.º 517/2014 (Reglamento sobre gases fluorados) tiene como objetivo reducir el uso de HFC nocivos en un 79% de aquí a 2030 [1]. La ley está eliminando sucesiva y gradualmente los refrigerantes HFC, avanzando hacia soluciones más ecológicas.

A partir de enero de 2020, la prohibición se aplica a los «Equipos de refrigeración estacionarios, que contengan, o cuyo funcionamiento dependa de, HFC con un PCG igual o superior a 2500, excepto los equipos destinados a aplicaciones diseñadas para enfriar productos a temperaturas inferiores a -50 °C» [2], por lo que, por ejemplo, no se podrá utilizar R404A (PCG = 3922) o R507A (PCG = 3985) en dichos equipos.

A principios de 2022, se introdujeron nuevas prohibiciones – ahora se han ampliado para los «Frigoríficos y congeladores de uso comercial (equipos herméticamente cerrados) que contengan HFC con PCG de 150 o más» [2].

Se aplican restricciones adicionales y actuales a los «Sistemas de refrigeración centralizada multipack para uso comercial con una capacidad nominal de 40 kW o más que contengan, o cuyo funcionamiento dependa de, gases fluorados de efecto invernadero con PCG igual o superior a 150, excepto en el circuito primario de refrigerante de los sistemas en cascada, en los que pueden utilizarse gases fluorados de efecto invernadero con un PCG inferior a 1500 [2].

Puede encontrar más información sobre las prohibiciones actuales y vencidas en la web oficial de la legislación sobre gases fluorados.

Además, el 5 de abril de 2022, la Comisión Europea presentó una propuesta legislativa para actualizar el Reglamento sobre gases fluorados actual. La enmienda establece un calendario de eliminación progresiva más acelerado para los hidrofluorocarbonos y una reducción significativa del uso de refrigerantes HFC en los próximos años.

Actualmente (agosto de 2023), la Comisión Europea, los colegisladores en el Parlamento Europeo y el Consejo de Ministros están negociando la propuesta [3].

Cada parte ha presentado ya su posición inicial al respecto [4], y la propuesta del Parlamento Europeo es la más restrictiva (lea sobre ella). Está claro que, si se aprueba la propuesta, habrá una eliminación completa de los HFC y sus mezclas, y sólo podrán utilizarse refrigerantes naturales, como el CO2 (R744), para la mayoría de las aplicaciones.

Según el acuerdo provisional del Consejo y el Parlamento Europeo, el consumo de hidrofluorocarburos (HFC) se eliminará completamente de aquí a 2050, y la producción de HFC, en términos de derechos de producción asignados por la Comisión, se reducirá a un mínimo (15%) a partir de 2036 [más información aquí].

También se presentaron nuevas restricciones sobre los equipos fijos de refrigeración, en concreto «Equipos de refrigeración, excepto enfriadoras y equipos contemplados en los puntos 12 y 14, que contengan, o cuyo funcionamiento dependa de gases fluorados de efecto invernadero con un PCA igual o superior a 150, excepto cuando sea necesario para cumplir requisitos de seguridad [fuente]». La prohibición entrará en vigor el 1 de enero de 2030.

Toda la información se incluye en el archivo original del acuerdo.

Motivo 2: Ventajas del CO2 sobre los HFC

Green trees

Hay que aclarar varios mitos sobre el R744. A pesar de muchas afirmaciones acerca de que las restricciones legales que obligan a adoptar soluciones sostenibles son el único motivo serio para cambiar al CO2, esta sustancia natural posee varias características termodinámicas y funcionales únicas, que permiten un enfriamiento energéticamente eficiente y benefician de manera significativa a sus usuarios y clientes finales:

Precio del refrigerante un 80% más bajo

Refrigerant bootle icon

Diámetros de tubería un 50% más pequeños

Diameter size icon

Capacidad volumétrica 10 veces superior (kJ/m3)

Cooling capacity icon

Coeficiente de transferencia de calor 3 veces superior

Heat transfer coefficient icon

PCG miles de veces inferior

Earth temperature icon

CO2 como refrigerante a largo plazo

Calendar icon

El R744 es un refrigerante seguro.

Non-flammable icon

R744 es homogéneo

Homogeneous substance icon

Estas características del refrigerante CO2 no sólo redundan en su facilidad de uso, disponibilidad y utilización a largo plazo, sino que, gracias a su eficiencia, podrán suponer un importante ahorro de costes y un aumento de la calidad del producto final.

Motivo 3: Alto potencial de recuperación de calor

HVAC engineer

La temperatura de descarga para el R744 alcanza rápidamente más de 100oC. Aporta un excelente potencial de recuperación de calor en sistemas de venta al por menor, que puede utilizarse para la calefacción central o la obtención de agua caliente doméstica.

El sistema de recuperación de calor puede reducir los costes energéticos generales como una función opcional de la operación de enfriamiento primario. También aumenta la eficiencia de un sistema a temperaturas ambiente elevadas. Hoy en día, se ha convertido en un producto imprescindible en los supermercados europeos. Debería utilizarse en todas partes siempre que sea posible.

La opción de recuperación de calor en las unidades inverter transcríticas iCOOLTM CO2 es un complejo sistema gestionado por un controlador integrado en la unidad, con funciones de seguridad y un intercambiador de calor de placas de tamaño óptimo.

Ejemplo del circuito de recuperación de calor para iCOOLTM 15 CO2.

Motivo 4: Ahorro de costes

Electric contact plugs

Los sistemas de refrigeración que funcionan con unidades inverter transcríticas de CO2 ofrecen un gran potencial de ahorro. Gracias a la tecnología inverter de eficiencia energética, la automatización de control avanzada y la alta eficiencia de la unidad transcrítica, los costes operativos anuales totales pueden ser alrededor de un 20 % inferiores en comparación con un sistema de refrigeración con HFC estándar [‌9‌, ‌10‌]. Con la opción de recuperación de calor podría ser incluso inferior.

Hay instalaciones en las que se ha comprobado que, al cambiar el sistema de R507A y R404A a CO2, el consumo energético se ha reducido en un 30% respecto a los últimos cinco años con el sistema antiguo [11].

El consumo real de energía en kWh/año se reduce principalmente por la posibilidad de modulación de la capacidad de refrigeración de fluidos en un amplio rango, la regulación optimizada de la temperatura (estudio de caso – haga clic aquí), la disminución de la cantidad de ciclos de desescarche y la eliminación de los costes asociados a los combustibles convencionales consumidos por el sistema de calefacción (cuando se utiliza la recuperación de calor).

El coste total de inversión de un sistema de refrigeración por CO2 puede ser mayor, pero con una configuración adecuada del sistema basada en unidades inverter transcríticas, gracias a la mayor eficiencia y al menor coste operativo, el tiempo de retorno de la inversión para este coste adicional sobre un sistema de HFC puede ser muy razonable.

Motivo 5: Tecnologías de CO2 probadas

HVAC pipelines

La tecnología de CO2 ya está muy avanzada en este punto y, sin embargo, sigue desarrollándose. Cada vez se pueden encontrar más sistemas transcríticos de CO2 con automatización avanzada en el mercado, incluso en aplicaciones con gran demanda de capacidad (estudio de caso – haga clic aquí). En el mercado de la refrigeración, existen diferentes componentes disponibles dedicados a trabajar con CO2: evaporadores, válvulas de expansión, tubos, receptores de líquido y otros instrumentos y herramientas que cumplen requisitos especiales de resistencia y calidad.

Para supermercados y tiendas minoristas, Area Cooling Solutions ofrece varias unidades inverter transcríticas iCOOLTM CO2 de eficiencia y rendimiento elevados con monitorización remota de serie desde fábrica. La función de supervisión remota ayuda a observar el funcionamiento de la unidad, incluso a temperaturas ambiente extremadamente altas, reduciendo así los problemas durante el mantenimiento y las situaciones de emergencia.

CO2 condensing unit operating during heat waves

Las grabaciones de nuestro sistema de control remoto integrado confirman la fiabilidad de las unidades iCOOLTM CO2, especialmente a temperaturas ambiente elevadas. A pesar de superar el rango de trabajo garantizado, que está establecido hasta 43 oC grados, nuestras unidades continuaron el funcionamiento sin problemas y sin ninguna notificación de alarma (estudio de caso – haga clic aquí).

Motivo 6: Conocimientos, experiencia y apoyo

Refrigeration engineer with client

Area Cooling Solutions lleva desarrollando tecnología de CO2 en unidades de refrigeración desde 2016. Las unidades inverter transcríticas iCOOLTM CO2 están operando en varias ubicaciones del mundo. Nuestro personal de producción está extremadamente cualificado y desarrolla constantemente sus habilidades.

Para apoyar a los miembros del mercado de la refrigeración, el equipo de Areacademy organiza formación especializada presencial o en línea en tecnología inverter y CO2 (compruebe el vídeo). Cada curso de formación finaliza con la entrega de un certificado a cada participante. También compartimos conocimientos creando artículos útiles (Solución de problemas, Tendido de la instalación de CO2), materiales interactivos (realidad virtual) y vídeos (puesta en servicio de iCOOLTM CO2).

Nuestros programas de formación ofrecen un enfoque práctico y dinámico, que garantiza un aprendizaje más rápido y sencillo. Durante la formación, los participantes pueden esperar respuestas detalladas de experimentados diseñadores de I+D, ingenieros de asistencia técnica e ingenieros eléctricos y de automatización.

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