Ahorro
en refrigeradores domésticos
Aníbal
Borroto Nordelo
Doctor
en Ciencias Técnicas.
Centro de Estudios de Energía
y Medio Ambiente,
Universidad de Cienfuegos.
Inocente Costa Pérez
Ingeniero
químico.
Grupo de Energía,
Dirección de Economía y Planificación,
Cienfuegos.
Miembros de CUBASOLAR.
Tel.: (53 432) 519252
E-mail: ieecfgos@perla.inf.cu
¿Cómo
ahorrar electricidad en nuestros refrigeradores domésticos
con una sencilla modificación?
Dentro
de la política económica cubana, el ahorro de energía
ha ocupado y sigue ocupando un lugar de máxima prioridad.
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Fig.
1. Los refrigeradores domésticos inciden
de manera decisiva en el consumo eléctrico en el sector residencial.
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La
actualidad
Ya se aprecian los primeros resultados del Programa de Ahorro de Electricidad
de Cuba (PAEC), iniciado en 1998, y se trabaja sostenidamente en la regulación
de la carga eléctrica en todo el país. En el período
de 1998 a 2000 se alcanzó un crecimiento promedio del Producto
Interno Bruto de 4 %, mientras que el consumo de electricidad solo
creció 2 %, a la vez que se logró una reducción
en la demanda máxima global del Sistema Electroenergético
Nacional. Tanto en el sector industrial, como en el comercial y el residencial,
se han establecido importantes medidas para el ahorro de electricidad.
Este último sector, el residencial, tiene un peso significativo
en el consumo global de electricidad, y en particular, dentro del horario
pico. En América Latina, el consumo de electricidad del sector
residencial oscila entre 25 y 40 %. En Cuba, este sector consume
cerca de 30 % de la electricidad y es el responsable de 45 %
de la demanda máxima dentro del horario pico, y llega a ser determinante
en algunas provincias, donde representa más de 65 % del
consumo total.
Dentro del sector residencial, los refrigeradores constituyen uno de los
principales consumidores, y su incidencia aumenta en los países
de menor desarrollo económico.
En los Estados Unidos, los refrigeradores domésticos representan
7 % del consumo de electricidad, equivalente a toda la producción
de las centrales nucleares instaladas en ese país. En Brasil, 33
% del consumo de electricidad en el sector residencial corresponde
a los refrigeradores domésticos. En Nicaragua, donde el sector
residencial consume 39 % de la energía eléctrica
y cerca de 50 % de la demanda máxima, los refrigeradores
y la iluminación consumen más de 95 % de la electricidad
en ese sector (Fig. 1).
En Cuba, se considera que el consumo de los refrigeradores puede representar
entre 30 y 50 % del consumo en el sector residencial (Tabla 1).
Tabla
1. Consumo de electricidad
de los refrigeradores domésticos.
Tipo
de refrigerador
|
Consumo
|
W
|
kWh/día
|
kWh/mes
|
Refrigerador
pequeño
Refrigerador mediano
Refrigerador grande
|
112
180
220
|
1,6
2,5
3,1
|
40,8
76
92
|
El
estudio
Todo lo anterior evidencia la importancia que tiene la aplicación
de medidas encaminadas a reducir el consumo de los refrigeradores domésticos,
particularmente en el caso de nuestro país. Por eso, en el PAEC
se contemplan medidas al efecto, dentro de las cuales está, en
primer plano, el cambio de juntas en mal estado a 950 000 refrigeradores,
con un ahorro calculado de 37 GWh/año.
Dentro
de los factores que inciden en el consumo de energía en un sistema
de refrigeración por compresión, la presión de condensación
es uno de los más influyentes. Al reducir la presión de
condensación se disminuye el trabajo del compresor y, por tanto,
el consumo de energía. Para un refrigerador doméstico dado,
la presión de condensación está determinada por las
condiciones del medio de enfriamiento y por el valor del coeficiente pelicular
de transferencia de calor al aire, que es el controlante en este caso.
En los refrigeradores domésticos, el movimiento del aire de enfriamiento
del condensador se produce por convección libre. Al recibir el
calor cedido por el refrigerante en el condensador, el aire se calienta
y asciende al reducirse su densidad. Muchos de los refrigeradores domésticos
que se encuentran en explotación en Cuba poseen el condensador
en posición vertical. Cuando el condensador está vertical,
las partes superiores del condensador son bañadas por el aire caliente
que asciende desde la parte inferior. Por el contrario, si el condensador
está inclinado, toda la superficie de transferencia de calor está
bañada por aire a la temperatura ambiente, mejorando con ello la
transferencia de calor y reduciendo la presión de condensación.
Los resultados de una investigación experimental desarrollada en
un laboratorio especializado, de un estudio con termografía infrarroja
y de dos evaluaciones de campo, permitieron comprobar la influencia del
ángulo de inclinación de los condensadores de los refrigeradores
domésticos sobre el consumo de energía. Se demostró
que con un ángulo de inclinación del condensador respecto
a la vertical de 6 grados, se logra reducir en más de 10 %
el consumo de energía en los refrigeradores estudiados, con un
costo prácticamente despreciable.
En la figuras 2 y 3 se muestran los resultados de las pruebas de un refrigerador
doméstico en cuanto al consumo de energía en kilowatt hora
por día (kWh/día), para distintos ángulos
de inclinación del condensador respecto a la vertical.

Fig. 2. Consumo diario (kWh/día) para diferentes ángulos
de inclinación del condensador.
Se
observa cómo se reduce el consumo de electricidad del refrigerador
al inclinar el condensador. La reducción máxima se alcanza
para un ángulo de 60, pero ya para 40 se logra una reducción
casi similar a la máxima alcanzada.
En la figura 4 se ofrece un esquema de la modificación que debe
realizarse en la posición del condensador.
¿Qué
hacer?
En Cuba existen cerca de dos millones de refrigeradores domésticos.
Si el procedimiento se aplicara a la quinta parte de estos, o sea, 400
000 refrigeradores, el consumo promedio sería de 65 kWh/mes
y la reducción del consumo de electricidad fuera de 10 %,
se ahorrarían 31,2 GWh/año, equivalentes a 11 000
t de fuel oil al año, con un valor económico de más
de un millón cien mil de dólares.
Los resultados de los estudios y evaluaciones de campo evidencian que
existe una influencia significativa del ángulo de inclinación
del condensador en los modelos de refrigeradores evaluados sobre su consumo
de energía, por lo que se alcanzan valores superiores a 10 %
de ahorro de energía para un valor del ángulo de inclinación
de 60.
La modificación propuesta puede tener un efecto económico
importante, si se considera que una gran parte de los refrigeradores domésticos
existentes en Cuba poseen el condensador situado en posición vertical,
y en otros modelos, como algunos producidos en la fábrica INPUD,
de Santa Clara, tienen una inclinación por debajo de los valores
recomendados en este estudio.
La modificación a realizar es muy sencilla, totalmente viable para
ser generalizada en los talleres de las empresas de servicios o por los
propios usuarios. Se estima que el costo unitario en las empresas de servicios
puede ser inferior a dos pesos. Este costo está asociado a salarios
y gastos indirectos, ya que el material necesario para el soporte que
permita desplazar la parte superior del condensador puede obtenerse a
partir de desechos.
La modificación planteada pudiera ser realizada por los propios
usuarios, utilizando diversos materiales de acuerdo con sus posibilidades;
ya con algunas experiencias en este sentido se reduciría a cero
el costo de aplicación, sólo quedaría la necesidad
de gastos asociados a la divulgación, que podrían ser asumidos
por el PAEC, en el caso de que así procediera y se considerara.

Fig. 3. Resultados de la termografía infrarroja aplicada a un refrigerador
con el
condensador vertical y al mismo refrigerador con el condesador inclinado
a 6°.
Es
de destacar que el cambio de juntas instrumentado por el PAEC y la inclinación
del condensador no son medidas mutuamente excluyentes, ambas pueden complementarse
y los ahorros pudieran ser superiores.
Es
importante señalar que el ahorro calculado con la inclinación
del condensador se ha realizado sobre la base del consumo de un
refrigerador en buen estado, lo cual presupone una correcta hermeticidad,
motocompresor en buen estado, etc. Las condiciones promedio de los
refrigeradores en el país son diferentes, por lo que se estima
que los ahorros alcanzables en la generalización pudieran
ser ligeramente superiores.
Para
la generalización de los resultados se propone inclinar el
condensador 40, para lo cual se puede, como regla práctica,
medir la distancia entre los centros de los apoyos del condensador,
dividirla por 14, y esta será la longitud a aumentar en el
soporte superior del condensador.
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Fig. 4. Esquema de la inclinación
del condensador. Para un ángulo de 40, S = L/14; y para un
ángulo de 60, S = L/10.
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