El CO2 en un sistema de refrigeración de doble etapa de compresión como alternativa en refrigeración comercial

Abstract

A lo largo de este proyecto se expone el estudio de un sistema de refrigeración de doble etapa de compresión con CO2 como refrigerante, comparándolo con un sistema de referencia que consiste en el sistema básico de expansión directa que usa R404A como refrigerante, y que es uno de los sistemas con mayor implantación en España hoy en día para refrigeración comercial de conservación de alimentos. El objetivo de este proyecto se origina en las necesidades medioambientales actuales, que exigen la progresiva desaparición de algunos refrigerantes, y consiste en determinar si el sistema de doble etapa de compresión con CO2 es una buena alternativa a sistemas con refrigerantes HFC, cuyo uso es muy perjudicial para el entorno. Este proyecto se desarrolla desde la empresa Carrier Refrigeración Ibérica, S.A. y primeramente ilustra de forma teórica porqué el CO2 está siendo considerado actualmente como una alternativa en refrigeración comercial. Seguidamente, para llegar a alguna conclusión, se realiza el diseño y el dimensionamiento de dos sistemas de refrigeración para una misma instalación de frío comercial: un hipermercado. Se diseña el sistema de tuberías con ayuda del software propio de Carrier Refrigeración Ibérica S.A. y se realiza el dimensionamiento de los componentes de la instalación a partir de cálculos termodinámicos. De este modo, se puede realizar una comparativa sobre los tres aspectos principales de cada alternativa: economía, eficiencia e impacto medioambiental, que de un modo u otro van ligadas entre sí. En lo referente al estudio de la eficiencia, se realiza un análisis para llegar a la conclusión de que el consumo energético de la instalación que usa CO2 es considerablemente más bajo para climas invernales, pero no para altas temperaturas medioambientales. Para la comparativa económica, se hace una estimación del coste de la inversión inicial, de gastos energético y de mantenimiento, concluyendo que, pese a que la inversión inicial resulta ser muy ajustada, los gastos anuales de energía y mantenimiento son ligeramente más bajos para el sistema de doble etapa de compresión con CO2, en especial para los costes de mantenimiento. Por último, no hay que perder de vista que esta búsqueda de nuevas alternativas se realiza por la cuestión medioambiental. Para ello, se concluye que efectivamente el impacto de un sistema de doble etapa de compresión con CO2 es mucho menor que el del sistema de referencia estudiado, puesto que su influencia en el calentamiento global solo se origina en el consumo energético mientras que con el sistema de referencia se le añade el agravante por fugas.