La creixent necessitat d'energia ha obligat les empreses a repensar com fabriquen components per sistemes de refrigeració i aire condicionat, especialment pel que fa a la reducció d'escombraries. Els intercanviadors de calor actuals solen incorporar tecnologia de microcanalets, la qual cosa pot incrementar les taxes de transferència de calor al voltant del 30% segons algunes proves, i a més requereix menys refrigerant en total. Pel que fa als compressors en espiral, les tècniques d'usinatge digital permeten als fabricants crear components amb detalls molt més precisos, cosa que redueix tant els punts de fricció com les pèrdues d'energia no desitjades durant el funcionament. Quan s'analitzen sistemes sencers, aquestes millores petites però importants tenen impacte en totes les parts, des de les vàlvules fins als sensors, al llarg de totes aquelles superfícies on la calor es transmet entre materials. Els experts del sector assenyalen que fins i tot canvis mínims en el disseny dels components poden portar a diferències notables en l'eficiència amb què els sistemes de refrigeració funcionen al llarg del temps.
Els compressors alimentats per invertidors juntament amb els sistemes VRF (Variable Refrigerant Flow) aconsegueixen reduir el consum d'energia perquè ajusten el refredament segons les necessitats reals en cada moment. Els sistemes tradicionals s'encenen completament i després es tanquen del tot, però la tecnologia d'invertidor manté el funcionament de manera suau fins i tot quan no hi ha una demanda completa. Aquest enfocament redueix el consum d'energia entre un 20% i un 40% segons les condicions. Quan fa molt de calor o molt de fred a l'exterior, tècniques avançades d'injecció de vapor ajuden a mantenir el rendiment del sistema. Les vàlvules interiors d'aquests sistemes moderns funcionen electrònicament per controlar la quantitat de refrigerant que circula segons les lectures de temperatura i la presència real de persones a l'espai. A més, els fabricants continuen millorant aquestes tecnologies, incloent sensors que segueixen el moviment del fluid amb una precisió d'aproximadament el ±2%. Aquestes millores petites però importants fan que els edificis mantinguin el confort sense malgastar electricitat innecessàriament.
El Departament d'Energia dels EUA informa que els sistemes HVAC consumeixen al voltant del 40% de tota l'energia utilitzada en edificis comercials, convertint-los en un objectiu prioritàri per millorar l'eficiència. Ultimament hem vist alguns desenvolupaments interessants al nivell dels components. Per exemple, aquells recobriments similars al diamant aplicats als vasts de les vàlvules redueixen les pèrdues per fricció en un 37% aproximadament. Al mateix temps, els compressors reben un impuls d'oli infusat amb nanopartícules que s'adhereixen realment a les superfícies metàl·liques. Un altre truc enginyós és la utilització d'emplaçaments polimèrics amb resposta a la temperatura que s'ajusten realment durant els cicles de calor i fred, evitant aquestes fuites de refrigerant tan molestes que poden suposar una pèrdua anual de 10.000 a 15.000 dòlars en els pressupostos de les instal·lacions. El que fa tan atractives aquestes millores és que no requereixen substituir sistemes sencers, sinó només algunes peces aquí i allà, provocant reduccions palpables en el consum d'energia al llarg del temps.
Les regulacions a nivell mundial, incloent SEER2 i les directives sobre F-Gas de la UE, han obligat les empreses a repensar components antics com les bobines del condensador i les vàlvules d'expansió en els seus sistemes. Ara l'indústria s'enfronta a objectius d'eficiència aproximadament un 10 e fins i tot un 15 per cent més elevats que abans, tot això mentre es realitza la transició cap a aquests refrigerants més nous que tenen un menor potencial d'escalfament global però que també comporten certs riscos d'inflamabilitat classificats com A2L. Segons les conclusions del recent Informe del Mercat Europeu de Refrigeració Comercial 2024, els fabricants s'apressen a incorporar materials que resisteixin la corrosió i a instal·lar connexions elèctriques estanques en tots els seus productes. Aquests canvis no es limiten a complir requisits teòrics, sinó que també ajuden realment a mantenir l'equipament més segur i a adaptar els productes a les exigències específiques de cada regió per garantir un funcionament adequat.
La combinació de la tecnologia IoT i la intel·ligència artificial està canviant la manera de funcionar dels sistemes de refrigeració i aire condicionat, principalment a través de funcions de monitorització en temps real i control intel·ligent. Aquests sistemes ara disposen de sensors integrats que envien informació cap a centres de control centrals, la qual cosa permet ajustar automàticament elements com ara la velocitat dels compressors i les velocitats de flux del refrigerant. El programari intel·ligent analitza diversos factors, incloent les lectures de pressió, els canvis de temperatura i patrons històrics d'operació, per detectar possibles problemes molt abans que es produeixin. Algunes investigacions suggereixen que aquest tipus de manteniment predictiu pot reduir les despeses de reparació en un 40% aproximadament, tot i que els resultats poden variar segons l'edat del sistema i les condicions d'ús. A més de l'estalvi econòmic en reparacions, aquests sistemes intel·ligents també ajuden a reduir el consum total d'energia mantenint, al mateix temps, la temperatura exacta necessària en tot tipus d'entorns, des de congeladors en botigues d'alimentació fins a sales d'operacions hospitalàries.
Els termòstats intel·ligents analitzen patrons d'ocupació anteriors per ajustar automàticament els horaris de refrigeració, cosa que pot reduir el consum d'energia per a sistemes HVAC comercials en un 30 percent en molts casos. Pel que fa al manteniment, sensors de vibració sense fils connectats a sistemes IoT detecten signes d'alerta precoços que indiquen que els compressors poden estar desequilibrats, enviant alertes immediates perquè els tècnics puguin solucionar els problemes abans que empitjorin. Per a grans operacions com ara centres de dades o magatzems de refrigeració on cada hora és important, aquestes funcionalitats predictives ajuden a mantenir el funcionament sense problemes i a assolir, alhora, els objectius ambientals. El resultat? Menys temps esperant reparacions i factures d'energia considerablement reduïdes en general.
La integració de components intel·ligents redueix l'esforç mecànic i allarga la vida útil de l'equip. L'optimització contínua evita la sobrecalentament en compressors i vàlvules, reduint la degradació relacionada amb el desgast en un 25% aproximadament en comparació amb els sistemes convencionals. La interoperabilitat perfecta i les actualitzacions regulars del software reforcen la fiabilitat a llarg termini, afavorint operacions d'edificis sostenibles i el compliment dels estàndards sectorials en evolució.
A mesura que els països del món deixen de banda refrigerants amb un alt potencial d'escalfament global (GWP) com el R-410A, estem assistint a canvis importants en tota la indústria de refrigeració i aire condicionat. Segons una investigació de mercat realitzada per Future Market Insights el 2024, els fabricants de components indiquen que aconseguir compressors i vàlvules compatibles costa entre un 15% i un 25% més. Tanmateix, aquest augment de preus ha dut les empreses a ser més creatives amb els materials i dissenys. Els intercanviadors de calor incorporen habitualment aliatges resistents a la corrosió que són més duradors, mentre que els fabricants d'equipaments han començat a integrar dissenys modulars que fan que l'actualització dels sistemes antics sigui molt més fàcil. A més, la indústria també s'orienta cap a sistemes hermètics, ja que segellen millor i redueixen les fuites, ajudant a complir amb les regulacions ambientals i estalviant diners a llarg termini, ja que les necessitats de manteniment disminueixen significativament.
Aproximadament el 38 per cent dels nous sistemes de refrigeració utilitzen actualment refrigerants naturals com el CO2 (R744) i els hidrocarburs (R290), tot i que aquestes alternatives porten associades un propi conjunt de problemes en la seva instal·lació. Els sistemes de CO2 necessiten components que puguin suportar nivells de pressió al voltant de deu vegades superiors als que experimenten els sistemes estàndard, una circumstància que representa un repte considerable per a moltes instal·lacions. Els refrigerants d'hidrocarbur presenten problemes diferents, ja que són materials inflamables que cal mantenir dins de zones específiques segons les normatives de seguretat. Durant la modernització d'equips existents amb aquestes alternatives més recents, sol haver-hi una caiguda d'eficiència d'aproximadament un 32 per cent, ja que els sistemes antics no estaven dissenyats per funcionar amb els tipus adequats de lubrificants. Per superar aquests obstacles, els fabricants han començat a incorporar vàlvules més resistents, sistemes de segellat millorats i tecnologia avançada de sensors durant tot el procés de disseny del sistema. Aquestes millores ajuden a garantir el compliment de les darreres normes establertes a l'ASHRAE 34-2022, encara que complir amb aquestes especificacions de vegades requereixi modificacions significatives en les configuracions habituals dels equips.
La nova generació de refrigerants A2L necessita un equilibri delicat entre el seu rendiment, el seu potencial d'inflamabilitat i les conseqüències d'una possible exposició humana. Els fabricants han començat a integrar sistemes com detectors de fuites d'infrarrojos directament als equips, així com extintors de flama que resolen aquells petits problemes d'inflamabilitat. Els mateixos compressors també han millorat força en els darrers anys. Alguns models arriben gairebé al 95% d'eficiència tèrmica, cosa que és impressionant. Però també cal tenir en compte les opcions de materials. Les combinacions de coure i alúminii estan guanyant popularitat perquè eviten aquells problemes de corrosió galvànica tan molestos, mantenint alhora el potencial de gas amb efecte hivernacle per sota del 150. Tot això ofereix a les empreses una via realista per avançar si volen operar sense causar tant dany al medi ambient.
Els sistemes HVAC més recents comencen a incorporar més materials respectuosos amb el medi ambient en l'actualitat. Els fabricants han començat a utilitzar espumes de poliuretà basades en biocombustibles juntament amb aluminis reciclats per a molts components, amb aquest enfocament ecològic que representa aproximadament la meitat de tots els treballs d'isolament i construcció d'intercanviadors de calor. Pel que fa als mètodes de producció, les tècniques de fabricació additiva redueixen significativament els residus, al voltant del 58% segons informes del sector. Allò que és realment interessant és com les empreses dissenyen productes per a l'etapa final de la seva vida útil. Aquests dissenys fan que sigui més fàcil desmuntar les unitats antigues, la qual cosa significa que els fabricants poden recuperar aproximadament el 90% dels materials per a reutilitzar-los. També hi ha un suport creixent per part d'organismes com la HVAC Sustainability Partnership que impulsen enfocaments d'economia circular. Bàsicament, volen que les unitats antigues d'equip HVAC esdevinguin matèries primeres per a unitats noves en lloc d'acabar en abocadors. Aquest tipus de plantejament ajuda a reduir el dany ambiental al llarg de tot el cicle de vida del producte, des de la fabricació fins a la seva eliminació.
El tipus de tecnologia de refrigeració utilitzada determina quin tipus de peces de refrigeració es necessiten. Per als sistemes de compressió de vapor, parlem de compressors d'alta eficiència combinats amb condensadors que no corroiran en treballar amb refrigerants com el R-32. Pel que fa als mètodes d'evaporació, les coses es tornen interessants perquè depenen fortament de materials especials que puguin retenir aigua i distribuir-la amb precisió per gestionar eficaçment els nivells d'humitat. Després hi ha la refrigeració per absorció, que planteja un repte completament diferent, ja que requereix intercanviadors de calor construïts per durar sota tot tipus de variacions de temperatura mentre treballen amb solucions complicades com la de bromur de liti. Estudis recents publicats en l'última edició de Materials Science Review han demostrat, de fet, mitjançant simulacions de dinàmica de fluids computacional exactament com aquestes diferents necessitats influeixen en les decisions sobre els materials i el disseny general del sistema.
Gràcies a les tècniques de fabricació additiva, ara veiem intercanviadors de calor de microcanalets que ofereixen una conductivitat tèrmica aproximadament un 22 percent millor. Aquest avanç implica que els sistemes requereixin al voltant d'un 30% menys de refrigerant en total. Pel que fa als compressors, les unitats de velocitat variable equipades amb coixinets magnètics també estan causant impacte. Aquests models més recents redueixen les pèrdues d'energia en un 18 percent aproximadament en comparació amb dissenys convencionals més antics. Per a aquells que treballen en condicions exigents, els recobriments basats en grafè aplicats als rotores dels compressors marquen tota la diferència. Milloren significativament la durada dels components sota pressió i a més funcionen bé amb refrigerants moderns de baix potencial de calentament global. El resultat? Equipament que ofereix un millor rendiment dia a dia sense comprometre els estàndards ambientals.
La combinació de mòduls termoelèctrics amb la tecnologia tradicional de compressió de vapor està generant un autèntic impuls al mercat per a components capaços de gestionar múltiples funcions alhora, com ara aquestes vàlvules d'expansió de doble mode que últimament estem veient més sovint. Segons l'informe de l'any passat sobre la indústria de gestió tèrmica, els fabricants ara incorporen directament arrays de refrigeració microfluídics dins les pròpies plaques del condensador. Això permet un control molt més precís de les temperatures en aquelles configuracions electròniques densament compactades on la gestió de la calor és més crítica. Però totes aquestes innovacions porten associades els seus propis reptes. La indústria necessita especificacions de fabricació noves i mètodes de prova completament diferents si vol que aquests sistemes híbrids funcionin de manera fiable sota tota mena de condicions del món real, i no només en entorns de laboratori estàndards.
Més persones traslladant-se a les ciutats i condicions climàtiques més càlides estan creant una gran demanda nova per a sistemes d'aire condicionat en molts països en desenvolupament. Els pronòstics de mercat suggereixen que el negoci d'instal·lacions de calefacció, ventilació i aire condicionat (HVAC) podria expandir-se aproximadament 90.500 milions de dòlars abans del 2029, creixent a un ritme d'aproximadament el 7% anual, mentre que la majoria del nou equipament anirà realment a instal·lacions en mercats emergents. Penseu també en els centres de dades, que actualment consumeixen aproximadament el 3% de tota l'electricitat mundial i necessiten components especials de refrigeració perquè generen molta calor en un mateix lloc. Les empreses estan fabricant ara compressors adaptats a diferents regions juntament amb sensors intel·ligents de temperatura que funcionen bé sense malgastar energia. Analitzant les tendències recents en activitat constructiva, veiem que els cicles de desenvolupament de productes per a components de refrigeració s'han accelerat significativament des de mitjan 2023, ja que les empreses intenten mantenir el ritme amb les necessitats dels clients.
El caos generat pel post-pandèmia ha empès moltes indústries cap a la creació de centres de fabricació regionals, mentre les empreses consoliden operacions estratègicament. Els cinc grans jugadors d'aquest sector han expandit realment el seu domini, aconseguint gairebé la meitat (52%) del mercat des de 2019 en adquirir competidors més petits. Avui en dia, la majoria de les empreses mantenen dipòsits d'elements de recanvi a no més de 500 milles del lloc on es fan servir, cosa que ha reduït els períodes d'espera de tres mesos aproximadament a només un mes. Programari avançat avisa ara amb sis setmanes d'antelació sobre possibles problemes d'aprovisionament, donant temps als gestors per reaccionar. I també hi ha tota la revolució de la impressió 3D que està passant a nivell local avui dia. Aquestes botigues de fabricació a petita escala poden produir components essencials gairebé durant la nit quan les rutes tradicionals de transport es bloquegen, una situació que es va fer dolorosament evident durant aquells llargs períodes de confinament.
Cada vegada més fabricants estan passant a mètodes de producció circulars que segueixen les directrius ISO 14001, controlant l'empremta de carboni des dels materials primers fins al desguàs. Les desgravacions fiscals del govern dels EUA han impulsat les empreses a invertir al voltant del 23% més en recerca en alternatives biodegradables i programes de segona vida per a productes antics. Segons informes recents del sector, les empreses que han implementat sistemes de reciclatge en bucle tancat han vist com les seves emissions de producció han disminuït al voltant del 31% en només dos anys, del 2022 al 2024. Aquests números mostren clarament per què passar-se a la producció verda no només és bona per al planeta, sinó que també té sentit econòmic a llarg termini per a la majoria de fabricants que intenten mantenir-se competitius reduint alhora el seu impacte ambiental.
L'eficiència energètica és el principal motiu, ja que redueix el desaprofitament de recursos i millora el rendiment general del sistema.
Ajusten el refredament segons les necessitats reals, reduint el consum d'energia entre un 20% i un 40%.
Els desafiaments inclouen la gestió dels nivells de pressió, les preocupacions sobre la inflamabilitat i la compatibilitat amb sistemes antics.
Redueixen l'esforç mecànic i optimitzen les operacions del sistema, disminuint el desgast i millorant l'eficiència energètica.
Notícies calentes 
EN
