El proceso de descongelación en los sistemas de refrigeración es crucial para el correcto funcionamiento de los equipos y permite la eliminación de la escarcha generada tras la deshumidificación y posterior congelación de la humedad del aire.
Los profesionales de Mayfriho nos han indicado que, en primer lugar, se planifica un cronograma de descongelación, donde se acuerda la frecuencia de descongelación. Inicialmente, al cerrar la electroválvula de refrigerante para evitar que el refrigerante entre en el evaporador, el compresor succiona el refrigerante restante hasta que se detiene por baja presión. Este proceso permite que el sistema vacíe por completo y de forma segura el evaporador. Durante la descongelación, en general, tanto los compresores como los ventiladores se apagan para minimizar el flujo de aire caliente hacia la cámara refrigerada.
El desescarche consiste en aportar el calor suficiente para fundir el hielo acumulado, utilizando distintas fuentes de calor según el método empleado, como aire, agua, resistencias eléctricas o gas caliente procedente del compresor. El desescarche finaliza cuando una sonda detecta que la temperatura es superior a 0°C o cuando transcurre un tiempo predefinido, garantizando así la eficacia y la homogeneidad del proceso.
Además de estos pasos, es fundamental considerar tiempos de retardo como goteo, secado, vaciado o inyección para permitir que el agua se drene y el evaporador se enfríe, bajando el choque térmico. Estas prácticas no solo mejoran la eficiencia energética y el funcionamiento de los sistemas de refrigeración, sino que también extienden la vida útil de los equipos, manteniendo una conservación óptima y segura del producto.
Tipos de descongelación
En los sistemas de refrigeración, la eficacia del desescarche dependerá de la capacidad del método utilizado para generar el calor suficiente para derretir el hielo acumulado, minimizando el consumo de energía y el tiempo requerido. Cada uno tiene sus particularidades y debe seleccionarse en función de la eficiencia, así como de su impacto en los productos almacenados.
1. Descongelación por aire
En refrigeración, la descongelación por aire es un método eficaz para combatir la acumulación de hielo en los evaporadores. Este proceso utiliza el aire de la propia cámara para descongelar la escarcha de forma eficiente.
Su idoneidad se intensifica en cámaras por encima de los 4ºC, ya que a temperaturas inferiores su eficacia se reduce.
El sistema se inicia con el cierre de la electroválvula de líquido, que detiene el flujo de refrigerante hacia el evaporador y su vaciado por el compresor hasta su parada. En este caso los ventiladores recirculan el aire de la cámara haciéndolo pasar por el serpentín, facilitando la descongelación del hielo acumulado. El proceso de descongelación finaliza automáticamente, ya sea por detección de la temperatura de consigna de descongelación mediante una sonda o por cumplimiento del tiempo configurado en el sistema, garantizando que el evaporador vuelva a su funcionamiento normal sin choques térmicos con una transición suave hasta la reanudación de la actividad frigorífica.
La descongelación por aire es útil en entornos que requieren un control minucioso de la humedad, como cámaras de frutas y verduras o almacenes. También es habitual en obradores. Equipos especializados como los de bodegas de embotellado o barricas, y equipos industriales compactos de alta temperatura utilizan este método. De esta forma, optimizan el entorno de conservación y mantienen la eficiencia energética y operativa del sistema.
2. Descongelación por resistencia eléctrica
En refrigeración, se utiliza la descongelación por resistencia eléctrica como método eficaz y controlado para eliminar la escarcha acumulada en los evaporadores. Este sistema consiste en integrar resistencias eléctricas directamente en el interior del evaporador, con el objetivo de calentar la superficie afectada y fundir la escarcha.
La descongelación por resistencia se utiliza ampliamente en aplicaciones comerciales e industriales donde se requiere un control preciso del proceso de descongelación.
El proceso es similar al estándar: comienza con el cierre de la válvula solenoide de líquido para detener el flujo de refrigerante, seguido del vaciado del compresor. Luego, los ventiladores y los compresores se apagan simultáneamente para preparar el sistema. A continuación, se activan los calentadores eléctricos, que se seleccionan para proporcionar la cantidad de calor necesaria para derretir la escarcha en el tiempo deseado. Los tiempos de demora se configuran adecuadamente para garantizar que el proceso de descongelación se complete de manera eficiente.
3. Descongelación por gas caliente
El desescarche por gas caliente se destaca como un método altamente efectivo para eliminar la escarcha de los evaporadores en los sistemas de refrigeración. Esta técnica conecta la descarga del compresor directamente al evaporador, aguas abajo del sistema de expansión, utilizando el calor generado durante la compresión del refrigerante para derretir el hielo acumulado. Esto da como resultado una potencia de desescarche igual a la potencia absorbida por el compresor, como se muestra en el diagrama de Mollier.
Este método es especialmente útil en plantas de refrigeración que requieren descongelaciones frecuentes y eficientes, ofreciendo un sistema simple pero efectivo donde el calor generado y el frío están en el mismo punto.
Medidas y precauciones para la descongelación por gas caliente
Es fundamental implementar ciertas medidas:
- Prevención de reflujos de líquido hacia el compresor mediante el separador de succión.
- Prevención de la mezcla de líquidos o gases calientes con líquidos fríos mediante la válvula de regulación de presión.
- Evitar picos de presión mediante la válvula de alivio de presión.
- Evitar la expansión del líquido en la línea de succión.
Explorando variantes del método, el desescarche por gas caliente de 3 tubos ofrece una alternativa simplificada. Reduce la temperatura del gas caliente mediante una válvula presostática. De esta manera, el gas regresa a los compresores sin riesgo de condensación.
El sistema de 4 tubos, por su parte, utiliza la inversión de ciclo en los evaporadores, lo que permite aprovechar el calor de condensación de los compresores para optimizar la eliminación de la escarcha. Implica un control más complejo del caudal de gas caliente para evitar sobrecargas y garantizar la eficiencia en el ciclo de trabajo.
Estos métodos de descongelación por gas caliente son soluciones robustas y efectivas para los sistemas de refrigeración. Son adecuados para aplicaciones comerciales e industriales de temperatura media y baja, asegurando un rendimiento óptimo y una gestión eficiente del ciclo de frío.
4. Descongelación con glicol caliente
Este proceso comienza con la apertura de la válvula solenoide de glicol y la activación de la bomba de la unidad hidráulica, lo que permite que el glicol caliente fluya directamente al evaporador.
Durante la descongelación, el glicol caliente circula por un circuito separado en el evaporador, transfiriendo eficientemente su calor al hielo y facilitando su rápida y completa fusión. Este método es particularmente valorado por su capacidad de controlar con precisión el proceso de descongelación sin aumentar la humedad ambiental.
Una vez alcanzada la temperatura deseada o el tiempo programado, el proceso de descongelación finaliza. El glicol se recoge y se devuelve al tanque de reserva para su reutilización.
5. Descongelación por ciclo inverso
El desescarche de ciclo inverso aprovecha la reversibilidad de los sistemas de refrigeración. Convierte el evaporador en condensador y viceversa para derretir la escarcha rápidamente.
Una vez finalizado el desescarche, el ciclo continúa con el refrigerante en estado líquido, que pasa por el filtro y la válvula de expansión termostática hasta el condensador, que ahora funciona como evaporador. De esta forma, se completa el ciclo. Este método destaca por su rapidez y eficiencia energética, garantizando un desescarche eficaz sin comprometer el rendimiento del sistema de refrigeración.
En el diagrama de Mollier se puede observar que toda la potencia de condensación se utiliza para la descongelación, incluyendo tanto el calor sensible como el latente de condensación, lo que demuestra la eficiencia y optimización de este método para eliminar la escarcha en los evaporadores.
Aplicaciones, ventajas y desventajas de cada uno de los tipos de descongelación
Tipo de descongelación por aire: se utiliza en sistemas y cámaras frigoríficas > 4ºC, equipos de alta humedad, equipos para almacenes.
Ventajas: sencillo y barato, bajo consumo, mantenimiento reducido, secado optimizado.
Desventajas: tiempo prolongado, límites de temperatura, daños en el producto sin embalar.
Tipo de descongelación por resistencia eléctrica: se utiliza en almacenes, supermercados, comercios, sistemas industriales.
Ventajas: velocidad, sencillez, control preciso.
Desventajas: alto consumo de energía, riesgo de sobrecalentamiento, mantenimiento.
Tipo de descongelación por gas caliente sistema 3 tubos (3T): se utiliza en supermercados, cámaras frigoríficas.
Ventajas: sencillez, costo inicial más bajo, regulación y control, reducción del estrés mecánico y térmico.
Desventajas: sin recuperación de calor, COP limitada, rendimiento de sistema.
Tipo de descongelación por gas caliente sistema 4 tubos (4T): se utiliza en sistemas de refrigeración industrial.
Ventajas: mayor eficiencia energética, impacto de la temperatura en la cámara inferior, recuperación de calor, COP mayor a 3.
Desventajas: complejidad, alto costo inicial, sanción por consumo del compresor, gestión de la presión diferencial, precaución por desincronización, frecuencia de descongelación limitada, evaporadores 2 a 1.
Tipo de descongelación por reversión del ciclo: se utiliza en sistemas HVAC-R,
Ventajas: alto rendimiento de descongelación, eficiencia energética, localización de la fuente de calor, ejecución rápida.
Desventajas: complejidad, riesgo de golpe de líquido, desgaste operativo.
Tipo de descongelación por glicol caliente: se utiliza en turbo congelador de amoniaco, aplicaciones industriales del CO2.
Ventajas: eficiente, sencillo, evita el riesgo de golpe de ariete del refrigerante, ciclo ininterrumpido, temperatura del área controlada.
Desventajas: necesita sistema de bombeo, complejidad, costo, control.
