Fluidos caloportadores: Aplicaciones en refrigeración y climatización industrial

• Aplicaciones prácticas de los fluidos caloportadores
• Tipos de fluidos caloportadores 
• ¿Cómo elegirlos? Ventajas y desventajas

Los sistemas secundarios de refrigeración nacen como alternativa a la utilización de los gases fluorados en sistemas de expansión directa, causantes de un gran impacto medioambiental. Para estos sistemas se utilizan diferentes Fluidos Caloportadores Anticongelantes (HTFs por sus siglas en inglés). Los Fluidos Caloportadores Anticongelantes más habituales con los que nos encontramos son los Glicoles (EtilenGlicol y PropilenGlicol) y las Salmueras, como el TEMPER, BIOPRIMARY y otros. 

En un Sistema Secundario de Refrigeración el Fluido Caloportador Anticongelante se enfría en el intercambiador de calor mediante el Refrigerante Primario, que expulsa el frío generado en el Chiller a una mezcla de Glicol (PropilenGlicol o EtilenGlicol, según la necesidad alimentaria o no) o Salmuera (Temper, BioPrimary, etc), según el caso. Ésta se bombea mediante una bomba de circulación o grupo de bombeo, según el tamaño del sistema, a los enfriadores de aire de la cámara (Air Coolers), consiguiendo así responder a las demandas de ahorro energético y medioambientales. 

Aplicaciones prácticas de los fluidos caloportadores

Los Fluidos Caloportadores (HTFs, por sus siglas en inglés), tales como las aguas glicoladas (basadas en Glicoles, PropilenGlicol para necesidades alimentarias, y EtilenGlicol para necesidades de tipo industrial) y las salmueras (Temper y BioPrimary) son esenciales para controlar la temperatura en una variedad de aplicaciones industriales, como las que citaremos a continuación:

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Industria Alimentaria

Utilizados en sistemas de refrigeración y congelación, procesos de pasteurización y cocción, garantizando que los productos se mantengan dentro de los rangos de temperatura seguros y eficientes.

• Mataderos, Salas de Despiece, Procesamiento Cárnico
• Distribución Alimentaria: Supermercados y Plataformas Logísticas
• Procesamiento Frutas y Verduras: Hidro Cooling, Vacuum Cooling
• Industrias Lacteas: Quesos, Mantequillas, Helados

Gran Industria      

Cruciales para mantener condiciones precisas de temperatura en la producción de diversos productos:

• Procesos Industriales
• Industria Química y Farmacéutica
• Plásticos

Aplicaciones Deportivas

• Pistas de Hielo
• Pistas de Ski Indoor

Sistemas de Desescarche por Fluido Caliente

Ventajas de un Sistema Indirecto de Refrigeración

Reducción del volumen de Refrigerante Primario

P.E. HFCs, HFOs, Amoníaco y Refrigerantes “Naturales”.

Simplificación de los controles del sistema

Fácil recuperación de calor y reutilización del mismo

Incremento en la seguridad del sistema

Reducción de costes de mantenimiento

Temperaturas más estables: mayor calidad del producto

Ámbito legislativo y reglamentario más amable 

Tipos de Fluidos Caloportadores disponibles en el mercado

Agua: El agua se utiliza como Fluido Caloportador en sistemas de calefacción y agua caliente sanitaria, por ejemplo, pero no es el objetivo principal de nuestro artículo.

Base Glicol: Estos fluidos, generalmente en mezclas con agua, se utilizan extensamente debido a su capacidad para operar en un amplio rango de temperaturas y ofrecer protección contra la congelación y la corrosión.

• Propilenglicol (Propano-1,2-diol – Propano-1,3-diol): Frecuentemente usado en la industria alimentaria y farmacéutica debido a su baja toxicidad.
• Etilenglicol (Etano-1,2-diol): Más común en aplicaciones industriales donde la toxicidad no es un problema significativo.

Salmueras: una salmuera es una mezcla acuosa con base sales, bien sean orgánicas, bien inorgánicas. La evolución del mercado ha llevado a trabajar cada vez menos con las mezclas a base de sales inorgánicas (como el Cloruro de Calcio), e ir más hacia las orgánicas, con bases de potasio o sodio, debido a sus menores índices de corrosión.

• Sales Inorgánicas: Cloruro Cálcico
• Sales Orgánicas: Temper, BioPrimary, Hycool, Tyfo, etc.

Ultra Baja Temperatura: Gritene ICT, Dowtherm, Syltherm, etc.

Etanol 

¿Cómo elegir un fluido caloportador? Ventajas y desventajas según sus bases de origen

Para la elección del Fluido Caloportador idóneo en el diseño de nuestra instalación frigorífica debemos tener en cuenta diferentes aspectos, como si es necesario un fluido de grado alimentario, qué rango de temperaturas vamos a necesitar, disponibilidad en el after market, etc.

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El Fluido Caloportador “Ideal” debe asegurar la más alta conductividad térmica posible así como la menor viscosidad incluso a bajas temperaturas. Por supuesto debe garantizar una estabilidad química, no resultar tóxico, ni inflamable ni combustible. La elección de Fluido Caloportador Biodegradable sin duda es la idónea.

Encontraremos también el mejor fluido caloportador en aquel que asegure un menor índice de corrosión posible y que garantice disponibilidad y estabilidad de precio en las bases de origen.

Analizaremos ahora las ventajas de desventajas de los tipos de fluidos caloportadores según sus bases de origen:

Fluidos Base PropilenGlicol

Ventajas:

• NO Tóxico – NO Inflamable
• Clasificación Alimentaria EP – USP, NSF HT1.*

Desventajas:

• Malas propiedades termodinámicas
• Alta viscosidad inclusos en aplicaciones de media y alta temperatura
• Residuo peligroso
• Precio elevado
• Degradación de la mezcla, sobre todo al someterla a altas temperaturas
• Aumento de volumen en caso de congelación (rotura de equipamientos del sistema)

Fluidos Base EtilenGlicol

Ventajas:

• Buenas propiedades termodinámicas
• Viscosidad aceptable incluso a bajas temperaturas
• Precio asequible

Desventajas:

• Tóxico e Inflamable: NO Alimentario
• Residuo peligroso
• Degradación de la mezcla, sobre todo al someterla a altas temperaturas
• Aumento de volumen en caso de congelación (rotura de equipamientos del sistema)

Fluidos Base Sales, Salmueras (Formiatos y Acetados de Potasio, Lactatos de Sodio, etc)

Ventajas:

• NO Tóxicas – NO Inflamables – No Combustibles.
• Clasificación Alimentaria NSF HT1.
• No necesitan ser tratadas como Residuo Peligroso en caso de eliminación.
• Excelentes propiedades termodinámicas, incluso en aplicaciones de baja temperatura.
• Baja viscosidad, incluso a bajas temperaturas
• Estabilidad Química: sin degradación de la mezcla
• SIN Aumento de volumen en caso de congelación

Desventajas:

• Índice de corrosión moderado: mayor especialización en el diseño del sistema
• Precio elevado en comparación a los fluidos base glicol

Comparativa entre distintos Fluidos Caloportadores

Según los diferentes aspectos involucrados en el diseño del sistema, presentamos una serie de clasificaciones de los distintos fluidos de mayor a menor. Nuestra recomendación es hacer una comparativa global, y no solamente de uno de los aspectos comparados, para tomar la mejor decisión sobre el fluido a utilizar.

Coste del Fluido: de mayor coste a menor coste

• Fluidos Ultra Baja Temperatura
• Fluidos Base Sales Orgánicas
• Fluidos Base TriEtilenGlicol (NSF HT1). Fluidos Base 1,3 PropanoDiol.
• Fluidos Base PropilenGlicol
• Fluidos Base EtilenGlicol

Eficiencia Energética según tipo de fluido: de mayor eficiencia a menor eficiencia

• Fluidos Ultra Baja Temperatura
• Fluidos Base Sales Orgánicas
• Fluidos Base EtilenGlicol
• Fluidos Base TriEtilenGlicol (NSF HT1). Fluidos Base 1,3 PropanoDiol.
• Fluidos Base PropilenGlicol

Dificultad de la instalación: de mayor dificultad a menor dificultad

• Fluidos Base Sales Orgánicas
• Fluidos Ultra Baja Temperatura
• Fluidos Base EtilenGlicol
• Fluidos Base PropilenGlicol
• Fluidos Base TriEtilenGlicol (NSF HT1). Fluidos Base 1,3 PropanoDiol.

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*Clasificaciones Alimentarias

• Fluidos Base PropilenGlicol Materia Prima (sin aditivos de ningún tipo)
  • EP – European Pharmacopeia, European Medicine Agency (EMA, UE).
  • USP – United States Pharmacopeia, Federal Drugs Administration (FDA, USA)
• Fluidos grado alimentario (distintas bases), con aditivos anti corrosión y colorantes
  • NSF – National Science Foundation (USA), institución globalmente reconocida en sus clasificaciones para fluidos de grado alimentario.

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