El sistema de refrigeración es el encargado de mantener la temperatura adecuada en un ambiente determinado. En un buque podemos apreciar dos tipos de sistemas de refrigeración: la planta de aire acondicionado y la planta de refrigeración de provisiones. Ambos sistemas siguen el mismo principio de funcionamiento y cuentan con los mismos equipos en general.

Planta de refrigeración de aire acondicionado

Funcionamiento:

Ciclo de refrigeración
El sistema de refrigeración cuenta básicamente con 4 dispositivos: el compresor, el condensador, la válvula de expansión y el evaporador. El compresor se encarga de aumentar la presión en el sistema. Al llegar el refrigerante al condensador condensa el fluido disminuyendo su temperatura y liberando energía. La válvula de expansión genera una caída de presión en el sistema. Luego en el evaporador, el refrigerante se evapora aumentando así su temperatura, absorbiendo energía y regresando al compresor. 

Durante este proceso, en el condensador el fluido libera energía para poder volver al estado líquido y esto se traduce en una disminución en su temperatura. En el evaporador se produce el efecto contrario, el refrigerante absorbe energía de su entorno. Esto quiere decir que el evaporador es el que  produce el efecto refrigerante. 

En los tramos de la salida del compresor hasta la válvula de expansión se considera de alta presión (HP) y desde la salida de la válvula de expansión hasta la entrada del compresor se considera de baja presión (LP). 
Control de la temperatura:
Para el control de la temperatura en el sistema se emplean los presostatos diferenciales que regulan los periodos de funcionamiento del refrigerante. Estos son mecanismos que se activan dependiendo la variación en la presión en el sistema. 

Presostato diferencial dual
En el sistema de refrigeración se encuentran 2. El de alta y el de baja. Por lo general los valores son de la siguiente manera:

LP
Cut in = 4.5 bar
Diff = 3 bar
Cut out = Cut in – Diff
Cut out =1.5 bar

HP
Cut out = 23 bar

El cut in se refiere a la presión a la cual se active el compresor y el cut out a la que se apaga. El diff es el diferencial que determina el cut out. Para el control de la temperatura se miden estos valores en la sección de baja presión del sistema. El de alta es solo para prevenir sobrepresiones en el sistema y apagarlo. Es un mecanismo de paro de emergencia por sobrepresión.

La temperatura como sabemos en proporcional a la presión. Por lo tanto al bajar la temperatura en el área a refrigerar, la presión disminuirá también. Cuando la temperatura baja los suficiente para que la presión en el sistema sea 1.5 bar el compresor se apaga. Al pasar el tiempo el área a refrigerar aumenta su temperatura y la presión aumenta también por lo que al llegar la presión a 4.5 bar se enciende el compresor nuevamente y comienza el ciclo de refrigeración. 
La importancia de este control es para minimizar los costos energéticos de la planta.

Partes del sistema:
                                 
Sistema de aire acondicionado de la acomodación
Sistema de refrigeración de cava de provisiones

En ambos sistemas el condensador es un intercambiador de calor de tipo tubular. El refrigerante pasa por la carcasa mientras por dentro de los tubos circula agua salada. El calor del refrigerante se transfiere al agua salada por conducción y esto genera la condensación.  

La planta de aire acondicionado se divide en dos partes. La unidad de compresión (el compresor y el condensador) y la unidad de expansión (válvula termostatica y evaporador). La unidad de compresión que vemos en la imagen derecha se encuentra en la sala de maquinas. En esta planta de refrigeración se emplea una sola válvula termostatica y un evaporador instalado en la unidad de expansión. Dicha unidad de expansión se encuentra en la acomodación en cubiertas superiores. Dentro de esta unidad encontraremos también un ventilador que transporta el aire frió a través de ductos a cada espacio de la acomodación. 

 Unidad de expansión


En la planta de refrigeración de cava de provisiones se emplean 3 válvulas termostáticas y 3 evaporadores, uno para cada cava cuarto para así mantener la temperatura de cada cuarto a la temperatura necesaria. Normalmente las temperaturas de las cavas cuarto son: carne -18°C, Pescado -17°C y vegetales 6°C. La unidad compresora encontrada en la sala de máquinas en los buques mercantes siempre se encuentra en pares de tal manera que si es necesario el mantenimiento en uno de las unidades se pueda realizar sin comprometer la refrigeración de las provisiones. 

Otra diferencia entre ambas plantas es el uso del separador de aceite. Generalmente las plantas de refrigeración de provisiones poseen un separador de aceite mientras las de aire acondicionado no. Esto motivado al empleo del sistema. Durante el funcionamiento del compresor, siempre existe el arrastre de pequeñas cantidades de aceite junto con el refrigerante debido a la lubricación de los cilindros. Esto significa que pequeñas trazas de aceite viajan al evaporador donde disminuyen su temperatura considerablemente. En el sistema de aire acondicionado las temperaturas de trabajo son siempre positivas (por encima de 0°C) por lo que el aceite se enfría pero no llega al punto de congelación. Esto no genera muchos problemas mientras la cantidad de aceite sea mínima. Sin embargo, en la refrigeración de las provisiones se trabajan con temperaturas bajo cero. Entonces aun pequeñas partículas de aceite pudiese congelarse dentro del evaporador y logrando obstruir el mismo disminuyendo su eficiencia térmica. Por esta razón se emplea un separador de aceite a la salida del compresor para atrapar las pequeñas partículas de aceite que van junto con el refrigerante y evitar lleguen al evaporador.

Importancia:
El confort en las acomodaciones debe estar garantizado para la tripulación de un buque de acuerdo a los estándares establecidos por le Maritime Labour Convention (MLC) y por ello se hace necesario plantas de refrigeración para el aire acondicionando de la acomodación. También deben contarse con medios para la preservación de los alimentos y así aumentar la autonomía del buque.
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Autor: 3er Oficial Cesar German Peña Matute