Tecnologías de refrigeración: compresor Vs. Peltier

Hace pocos años, la mayoría de las incubadoras refrigeradas para laboratorio usaban sistemas de refrigeración por compresores. El equipo de laboratorio Querétaro con esta tecnología aún es común, no obstante, comienzan a ganar terreno los sistemas de enfriamiento Peltier. Ambos presentan sus ventajas y limitaciones, que es importante conocer para elegir el más conveniente.

Tecnología de refrigeración Peltier

Es también conocida como sistema de refrigeración termoeléctrico y se usa en algunos tipos de laboratorios con niveles de bioseguridad específicos. Se basa en un voltaje de corriente continua que pasa por dos uniones enlazadas por termopares, que comprenden dos conductores eléctricos con distintos coeficientes de Seebeck, usualmente semiconductores. Se usa cobre para unir los extremos de los conductores. Un elemento Peltier está formado por varios termopares conectados por puentes de cobre.

Dichos puentes permanecen unidos por placas cerámicas (usualmente, óxido de aluminio). Al pasar una corriente por el elemento, el calor de la placa fría es eliminado, lo que causa su enfriamiento y la eliminación del calor ambiental. El calor es transferido a lo largo de los elementos de la placa caliente. El sistema Peltier del equipo de laboratorio Querétaro, como las incubadoras, integra ventiladores para desviar el flujo de aire frío y caliente.

Pueden conectarse varios refrigeradores para incrementar la capacidad de refrigeración. Cabe agregar que, con el sistema Peltier, es difícil mantener temperaturas por debajo de 10 °C. También necesita más energía de entrada en comparación con los sistemas de compresores, no obstante, emiten menos calor, lo que implica ahorros notables en términos de carga de aire acondicionado en la zona donde opera la unidad.

El equipo de laboratorio Querétaro con tecnología Peltier ofrece varios beneficios, como:

• Es compacto y ligero.

• Su producción es económica, por lo que es asequible.

• No emite ruidos ni vibraciones, debido a que no posee partes móviles.

• Puede moverse y ubicarse en cualquier parte, por lo que el sistema Peltier es ideal para equipos portátiles.

• No es necesario usar refrigerantes inflamables o contaminantes.

• Requiere poco mantenimiento.

• Su diseño y uso son sencillos, además se reemplazan con mayor facilidad que los equipos con compresores.

• Puede invertirse la polaridad para obtener calefacción.

Ahora bien, hay algunas limitaciones que deben conocer. Por ejemplo, un material para laboratorio en Querétaro con tecnología Peltier presenta un enfriamiento más lento que las tecnologías con compresor y necesita sistemas complejos de varias etapas para diferenciales de temperatura más grandes. Tampoco enfría por debajo de los 10 °C y tiene menor eficiencia energética, aunque puede medirse con mayor precisión la refrigeración, por tal motivo, pueden ser energéticamente eficientes para pequeños gradientes de temperatura.

Tecnología de refrigeración por compresor

Implica la compresión del vapor para enfriar una unidad. Se trata del sistema de refrigeración más usado y es común verlo en equipos domésticos y comerciales. De hecho, casi todos los refrigeradores, congeladores e incubadoras refrigeradas utilizan compresores. El enfriamiento por compresor implica un sistema complejo, pero puede simplificarse el proceso. Consideren que es un sistema cíclico, por lo que iniciaremos en el ingreso del refrigerante al compresor.

El refrigerante ingresa como gas a baja presión. Para comprimirlo a un gas de mayor temperatura y presión, se aplica presión. Posteriormente, pasa por el condensador, donde se enfría a un líquido a alta presión. En esta fase, el calor es rechazado por el sistema. El enfriamiento se lleva a cabo con aire o agua de enfriamiento.

Después, el refrigerante líquido atraviesa la válvula de expansión, donde hay una caída abrupta de presión y lo convierte en una mezcla de líquido/gas a baja presión. La disminución de la presión disminuye también la temperatura del refrigerante. El último fluye como una mezcla de gas líquido a través del evaporador, donde se calienta a gas a baja presión. Es aquí donde es eliminado el calor de la zona a enfriar.

Ahora bien, hay varios beneficios que conlleva usar sistemas basados en compresores, como:

• Tiene mayor eficiencia energética que los sistemas con tecnología Peltier.

• Proporciona temperaturas muy bajas.

• Presenta un enfriamiento muy rápido.

• Puede manejar diferencias considerables de temperatura.

Al igual que el caso anterior, hay algunas limitaciones que deben considerar para determinar si es más conveniente que la refrigeración por Peltier, por ejemplo, usa materiales que no son ecológicos y son inflamables, además vibran y causan ruidos. Cabe agregar que su funcionamiento depende de su posición, ya que pueden fallar si están girados o inclinados. Para evitar esto, se recomienda organizar el laboratorio para mejorar el rendimiento.

Podemos concluir que cada vez más sistemas usan la tecnología Peltier, no obstante sus limitaciones impide que se disfruten para usos generalizados. Probablemente, los modelos basados en compresores dominan hasta que los fabricantes desarrollen sistemas Peltier más económicos y eficientes. Pese a ello, las incubadoras con este sistema son muy funcionales y demandadas.

Si buscan incubadoras que usen ambas tecnologías, contacten a los expertos de El Crisol para que conozcan nuestra oferta. Pidan más información sobre este u otro material de laboratorio en Querétaro a través de la línea (55) 5264 5500.