4 Types of Refrigeration Systems: Which One Fits Your Facility

Cuando la mayoría de las personas piensa en refrigeración, lo primero que viene a la mente son los refrigeradores y los acondicionadores de aire. Sin embargo, los sistemas de refrigeración son prácticamente omnipresentes. Un almacén frío lleno de frutas, un centro de datos repleto de servidores, el circuito de refrigeración dentro de una planta química, incluso la pequeña vinoteca en casa — todos dependen de algunas tecnologías fundamentales.

Los ingenieros utilizan cuatro enfoques principales para eliminar el calor de aplicaciones no deseadas: sistemas de compresión, sistemas de absorción, enfriamiento por evaporación y configuraciones termoeléctricas.

Cada enfoque es aplicable a diferentes industrias y escenarios. Si estás considerando qué sistema es mejor para tu nuevo proyecto, una comprensión integral de cada uno te ayudará a tomar la decisión correcta.

Sistema de refrigeración por compresión

La refrigeración por compresión es el método de refrigeración más común, ampliamente utilizado en chillers de expansión directa y chillers VFD. Utiliza un compresor para comprimir el refrigerante, haciéndolo circular entre un evaporador y un condensador, logrando la refrigeración.

El proceso central de un sistema de refrigeración por compresión consta de cuatro pasos principales. El compresor toma el gas refrigerante de baja presión del evaporador, aumentando su presión y temperatura para prepararlo para liberar calor.

Luego, el gas entra en el condensador, liberando calor al aire y al agua y condensándose en líquido. A medida que el líquido pasa por la válvula de expansión, su presión y temperatura continúan disminuyendo.

Una vez que entra en el evaporador, encuentra el refrigerante caliente o el aire al otro lado del intercambiador de calor, absorbiendo calor y transformándose nuevamente en gas, que luego es aspirado por el compresor.

Esta es una tecnología de refrigeración altamente madura y eficiente, por lo que se utiliza en casi todos los chillers industriales, sistemas de aire acondicionado y equipos de enfriamiento primarios en centros de datos y aplicaciones de chillers de semiconductores. Sin embargo, existen algunas limitaciones.

La mayoría de los chillers de compresión funcionan con electricidad, e incluso aquellos que utilizan tecnología VFD consumen bastante energía. Además, el compresor es ruidoso durante el funcionamiento, lo que lo hace más adecuado para instalarse lejos de áreas residenciales y de trabajo.

<trp-post-container data-trp-post-id='15588'>4 Types of Refrigeration Systems Which One Fits Your Facility</trp-post-container> - absorption systems（images 1）

Sistema de refrigeración por absorción

A diferencia de los sistemas de refrigeración por compresión, los sistemas de refrigeración por absorción no dependen de la electricidad para accionar el compresor. En su lugar, utilizan energía térmica para impulsar la circulación del absorbente y del refrigerante.

En el evaporador, el refrigerante absorbe calor del entorno o del proceso, evaporándose en un gas que luego es absorbido por el absorbente. Los absorbentes comunes son agua-bromuro de litio y amoníaco-agua.

La solución que ha absorbido el gas refrigerante entra en un generador o calentador, donde se calienta con gas, vapor o agua caliente para separar el gas refrigerante del absorbente. En este punto, el gas está a alta temperatura y presión. El gas refrigerante luego entra en el condensador, libera calor, se licua y circula de nuevo al evaporador. Esto completa el ciclo de refrigeración.

Al presentar los chillers de gas, aprendimos que los chillers por absorción pueden usar calor residual o gas para calefacción, y también pueden recuperar calor residual para calentar agua de proceso o espacios. Por lo tanto, la conservación de energía y la protección del medio ambiente son ventajas significativas de los sistemas de refrigeración por absorción.

Sin embargo, en comparación con los sistemas de refrigeración por compresión, los chillers por absorción tienen un coeficiente de rendimiento (COP) menor y son más grandes, requiriendo más espacio. Por lo tanto, los chillers por absorción se utilizan generalmente en sistemas de refrigeración grandes donde es posible la recuperación de calor residual, como en plantas de energía y aplicaciones de enfriamiento de procesos.

Sistema de refrigeración por evaporación

As we all know, water absorbs heat from the surrounding environment when it evaporates. Evaporative refrigeration systems utilize this principle, lowering the temperature of air or liquid by absorbing heat during evaporation. They lack complex compressors and high-pressure circuits, relying instead on the flow and heat exchange structure between water and air to improve heat exchange efficiency.

Water can be evenly distributed on the surface of the object requiring heat exchange through spraying or cooling pads. When air flows over the moistened surface, the water molecules absorb heat from the air and the surface, evaporating. This lowers the air and object temperatures. Any remaining water can be recovered and recycled.

This method is limited by climate and water availability. However, it consumes very little energy and is environmentally friendly. Therefore, it is commonly used in industrial cooling towers, agricultural greenhouses, and data centers.

<trp-post-container data-trp-post-id='15588'>4 Types of Refrigeration Systems Which One Fits Your Facility</trp-post-container> - compression systems（images 2）

Thermoelectric Cooling System

A thermoelectric cooling system uses the thermoelectric effect to convert heat into cold. Its core component is the Peltier module.

When direct current passes through a Peltier module, electron flow transfers heat. The temperature on one side of the module drops, while the temperature on the other side rises.

At this point, a heat sink removes the heat from the hot side, keeping the cold side cool. A cooling plate then transfers the cold side’s temperature to the object to be cooled, achieving cooling.

This cooling method does not require mechanical components such as refrigerants and compressors, resulting in a smaller device size and suitable for space-constrained environments such as laboratories, automobiles, and medical offices.

However, the cooling power of a single module is typically only a few tens of watts, limiting cooling capacity and significantly lower efficiency than compression refrigeration systems. Furthermore, high-performance thermoelectric materials and modules are expensive.

<trp-post-container data-trp-post-id='15588'>4 Types of Refrigeration Systems Which One Fits Your Facility</trp-post-container> - cooling system（images 3）

Comparison Table of Four Refrigeration Systems

The following table provides a clear comparison of the four major types of refrigeration systems, highlighting their principles, costs, performance, and typical applications.

Category	Vapor Compression	Absorption	Evaporativo	Thermoelectric
Principio de funcionamiento	Compressor circulates refrigerant	Heat-driven, absorbent + refrigerant cycle	Water evaporation absorbs heat	Peltier effect with DC current
Eficacia	Medium to high, less at part load	Low to medium, COP < compression	High, but drops in humid climates	Low, good for small-scale precise cooling
Energy Source	Electricity	Heat (gas/steam/waste heat)	Water + fan power	DC electricity
System Size	Medium to large	Large	Medium to large	Small
Initial Investment	Medio	Alto	Low to medium	Medium-high
Operating Cost	High electricity cost	Low if waste heat used	High water use, low power use	High electricity cost
Mantenimiento	Medium, compressor upkeep	High, solution control needed	Low, water quality issues	Low, minimal electronics care
Ventajas	Mature, reliable, widely used	Energy-saving, uses waste heat	Eco-friendly, low cost	Precise, silent, no refrigerant
Disadvantages	Noisy, power dependent	Bulky, lower efficiency	Climate-dependent	Low capacity, poor efficiency
Aplicaciones típicas	Chillers, HVAC, data centers	Large buildings, trigeneration	Cooling towers, greenhouses, factories	Medical devices, labs, electronics cooling
Impacto ambiental	Medium, refrigerant dependent	High, no CFCs/HFCs	High, refrigerant-free	High, refrigerant-free

Conclusión

The most suitable refrigeration system is never the one with the best performance, but rather the one that matches your application. If you’re struggling to choose one of the four systems above, our refrigeration experts can help.

LNEYA offers a wide range of compression refrigeration equipment and Peltier cooling systems, from standard equipment to customized services. We can provide the most suitable solution tailored to your needs.

Háganos saber sus requisitos