Carga térmica de una cámara frigorífica

La columna de metros cúbicos de una tarifa contesta a una pregunta distinta de la que tienes delante. El cálculo de verdad no da un vatio directamente: da una energía al día, en kilojulios, que se reparte entre las horas que el compresor va a poder trabajar. Esa es toda la diferencia de método, y es la que explica por qué dos cámaras del mismo volumen piden máquinas distintas.

Aquí van las partidas una por una, con la fuente de cada coeficiente, y una cámara de 30 m³ resuelta hasta el vatio. Al final, la comprobación que casi nadie hace: meter en este cálculo las hipótesis de la tarifa y ver si sale su número. Sale, con un 2,6 % de desviación.

¿Qué temperatura tiene que aguantar la cámara?

Es el primer dato y no lo eliges tú: lo eligen el producto y el reglamento. El artículo 4 del Real Decreto 1021/2022 fija la temperatura interna que hay que mantener en el comercio al por menor, y la lista es más fina de lo que se suele suponer:

Dos cosas que cambian la máquina:

• La cámara no se diseña a la temperatura legal, se diseña por debajo. Si la carne picada tiene que estar a 2 °C o menos, la cámara va a 0 °C: el límite es del producto en su punto más caliente, no del aire a la altura de la sonda.
• Los −18 °C de congelación son un suelo, no un objetivo. El artículo 5 del Real Decreto 1109/1991 obliga a que la temperatura sea «estable y mantenerse en todas las partes del producto a −18 °C o menos», y solo admite «fluctuaciones en el transporte de +3 °C como máximo durante breves períodos», 3 °C en la distribución local y hasta 6 °C en los muebles de venta al consumidor final. En una cámara fija no hay tolerancia que gastar, y por eso se proyecta a −20 o −22 °C.

Con la temperatura de cámara y la del local donde está, ya tienes el salto. Las tarifas publican sus potencias a 35 °C de exterior, así que ese es el número con el que se comparan; una trastienda cerrada en agosto puede pasar de ahí.

Cómo se calcula la transmisión por el panel

Es la única partida que no para nunca: 24 horas al día, 365 días al año. Y es aritmética simple en cuanto tienes la U del panel que vas a montar. La ficha del panel frigorífico de Hiansa (REV. 05, abril de 2025), certificado según EN 14509:2014, la publica para toda la serie, con densidad media de espuma de 42 kg/m³:

Las tres últimas columnas son U × ΔT, la densidad de flujo que atraviesa el cerramiento, y existe un criterio oficial con el que compararlas. La guía técnica del IDAE y ATECYR de diseño y cálculo del aislamiento térmico lo da así, en la pág. 25 del PDF:

«Un caso práctico es asignar un valor de pérdidas en paredes de cámaras frigoríficas en función de la temperatura interior de la misma (entre 6 y 7 W/m² para cámaras de congelación y entre 8 y 9 W/m² para cámaras de refrigeración). La diferencia viene establecida fundamentalmente por el distinto coste de producción de frío en función del nivel térmico requerido.»

Cruza las dos cosas y el panel sale solo:

• En conservación positiva, 80 mm dan 8,4 W/m², justo dentro de la banda. Los 100 mm bajan a 6,8 y van sobrados; los 60 mm, a 11,1, se salen.
• En congelación a −20 °C hacen falta 160 mm para entrar en los 6–7 W/m² del IDAE. Los 100 mm que muchas tablas de tarifa usan como base de baja temperatura dan 10,7 W/m², y los 140 mm todavía se quedan en 7,7.

La guía resuelve ese mismo caso con todo el detalle en su ejemplo 5.4 (pág. 39 del PDF): una cámara a −20 °C dentro de una nave a 30 °C, iterando con los coeficientes de convección y radiación de las dos superficies, le salen 136,34 mm de poliuretano y un coeficiente global de 0,14 W/m²·K para transferir 7 W/m². Es exactamente el panel de 140 mm de la tabla de arriba, 0,140 W/m²·°C. Y en el ejemplo siguiente, el 5.5 (pág. 40 del PDF), añade la cuenta de amortización —20 años, 7.920 horas al año, energía a 0,033 €/kWh con un COP de 3— y el espesor económico se le va a 157,9 mm. Dicho de otro modo: el criterio de flujo te lleva a 140 y el del dinero, a 160.

La superficie que multiplica a todo eso es la exterior, suelo y techo incluidos, y conviene no restar la puerta ni los rincones. Los dos, y los remates de arranque y entrega que la propia ficha de Hiansa dibuja, están en recintos y paneles de cámara.

¿Cuánto calor trae el producto?

Tres sumandos distintos, y el primero es el único que casi todo el mundo pone.

Uno: bajar el género de la temperatura a la que entra a la de la cámara. Masa × calor específico × salto. El calor específico que usa la tarifa de Zanotti de 2026 en sus bases de cálculo es 0,77 kcal/kg·°C por encima del punto de congelación y 0,44 por debajo (pág. 6 del PDF), que son 3,22 y 1,84 kJ/kg·K. Son valores genéricos: si el producto es uno solo y conocido, pide el suyo.

Aquí hay una trampa que cambia el resultado en un factor de tres. Esa misma página declara una temperatura de entrada de la mercancía de 25 °C. Es coherente con una cámara de campo, donde la fruta entra con el calor del día. En una cámara de carnicería no: el RD 1021/2022 obliga a que esa carne ya venga a 7 °C o menos, así que el salto no es de 25 grados sino de 7. Con 300 kg al día, la diferencia son 24.150 kJ contra 6.762.

Dos: el calor latente, si de verdad vas a congelar. Una cámara de congelación conserva producto que ya está congelado; el calor latente lo quitó antes un abatidor. Si se le pide a la cámara, no llega, y el cálculo que has hecho no es el del problema que tienes.

Tres: la respiración, que no es un detalle. Fruta, verdura y flor cortada siguen vivas y producen calor dentro de la cámara, sin parar. El Handbook 66 del USDA da la conversión exacta (pág. 82 del PDF): «a respiration rate of 1 mg CO2 kg⁻¹ h⁻¹ indicates heat production of 61.2 kcal tonne⁻¹ day⁻¹». Son 2,97 W por tonelada. Y su tabla 1 (pág. 78 del PDF) clasifica el producto a 5 °C:

Pon 7,5 toneladas de brócoli en la cámara de 30 m³ del ejemplo de abajo y solo la respiración pide 1.335 W: casi tanto como todo lo demás junto. Pon manzana y son 111 W. No es el mismo proyecto, y el volumen de la cámara es idéntico.

Cuánto entra por la puerta: el kJ por metro cúbico

Esta es la partida que la columna de metros cúbicos de una tarifa no tiene desglosada, y en cámara pequeña suele ser la mayor. El método está en el Handbook 66 y es de una pieza: volumen de la cámara × energía por metro cúbico de aire × renovaciones al día (pág. 29 del PDF).

La energía por metro cúbico se calcula, no se estima. Estas son las cifras, obtenidas con CoolProp para aire húmedo a 101.325 Pa y 90 % de humedad relativa dentro de la cámara:

Lo que hay que leer en esas columnas es el latente: entre el 36 y el 45 % de la energía que entra por la puerta es agua, no temperatura. Esa agua no se va: se queda en la batería como escarcha, y de ahí salen los desescarches, que a su vez son otra partida de la lista. Quien dimensiona la infiltración solo con el salto de temperatura se deja fuera casi la mitad.

El método se puede comprobar contra su propia fuente. El USDA tabula 15,3 kJ/m³ para pasar aire de 7,2 °C y 70 % de humedad a una cámara a −1,1 °C; recalculado con CoolProp para 85 % dentro, sale 15,1. Dos décimas.

Las renovaciones son el dato flojo de toda la cuenta, y hay que decirlo: el USDA usa 1,8 al día en conservación y 6 mientras se llena, pero para una cámara de 908 m³. Una de 30 m³ con puerta de servicio cambia su volumen entero en unos segundos de puerta abierta, así que esos números no se trasladan. Las dos maneras honradas de salir del paso son preguntar cuántas aperturas al día tiene y de cuántos segundos, y resolver el cálculo con dos valores para ver cuánto se mueve el resultado. Lo que sí se puede hacer es gastar menos por apertura: una cortina de aire o una lama de PVC en el hueco atacan justo esta partida y ninguna otra.

Las cargas internas que casi nadie suma

Pequeñas de una en una, y entre el 10 y el 15 % del total cuando se juntan.

Dos avisos sobre esta tabla:

• Hay un bucle, y se cierra iterando una vez. El evaporador aporta carga con sus ventiladores y sus resistencias, pero para saber cuál es el evaporador hace falta la carga. Se calcula sin él, se preselecciona, se vuelve a sumar con sus vatios reales y se comprueba que el modelo sigue valiendo. Los que dan esos datos están en evaporadores.
• El dato de personas depende mucho de la actividad, y las fuentes no coinciden. El USDA cuenta 1.000 kJ por hora y persona, que son 278 W: es gente moviendo palés en una cámara grande, y en la escala de la NTP 1011 eso ya es metabolismo muy elevado. Para quien entra a buscar una caja y sale, 126 W se parece mucho más a la realidad. Elige por la actividad, no por la fuente.

Un ejemplo entero: 30 m³ de carne a 0 °C

Cámara de conservación en el obrador de una carnicería. Interior de 4,00 × 3,00 m y 2,50 m de altura libre, que son 30 m³; panel de 100 mm, con lo que la envolvente exterior mide 4,20 × 3,20 × 2,60 m y suma 65,36 m² contando suelo y techo. Obrador a 35 °C en agosto, cámara a 0 °C. Entran 300 kg de carne al día a 7 °C, el máximo de recepción que admite el RD 1021/2022. La puerta se abre unas cuarenta veces: se parte de 20 renovaciones al día y luego se comprueba qué pasa si son más. Evaporador preseleccionado, un Zanotti KDE232M6SE de paso de aleta de 6 mm, con 2 × 36 W de ventilador y 1.200 W de desescarche, cuatro ciclos de veinte minutos.

110.455 kJ/día entre 18 horas de compresor son 6.136 kJ/h, es decir 1.705 W. El KDE232M6SE preseleccionado da 1,94 kW a 0 °C de cámara con R-449A y DT de 8 K: entra, y el bucle de las cargas internas queda cerrado.

Tres lecturas del reparto, que es lo que de verdad enseña el ejercicio:

1. Las infiltraciones ganan al panel. 42,2 % contra 38,2 %, y eso con 20 renovaciones. Con 40 el total se va a 2.425 W y la máquina cambia de escalón. La densidad de flujo del panel, en cambio, es de 6,79 W/m², por debajo de los 8–9 que admite el IDAE: el aislamiento está bien resuelto y no es ahí donde se arregla nada.
2. El producto es casi irrelevante aquí, un 6,7 %, porque llega frío por obligación legal. Esa cifra no se puede extrapolar a ninguna otra cámara.
3. El desescarche pesa más que el producto. 5,7 % contra 6,7 %, y buena parte de esa escarcha la trajo el aire de la puerta en forma de latente.

Lo que viene después de este número —a qué temperatura de evaporación se lee la tabla del equipo, cómo se corrige por el refrigerante y qué dice el RSIF de la carga— está en elegir la unidad condensadora de una cámara.

¿Por qué la tarifa pedía 2.684 W y el cálculo da 1.705 W?

Porque no están resolviendo la misma cámara, y se puede demostrar.

La tabla de referencia de Zanotti da 2.950 W para 30 m³ en media temperatura con panel de 80 mm; corregido con su factor de espesor para 100 mm, Ke = 0,91, quedan 2.684 W. Son 979 W más que el cálculo por partidas, un 57 % de diferencia que no viene de ningún redondeo.

Viene de una sola línea de sus bases de cálculo: densidad de carga de 250 kg/m³ y movimiento diario del 10 %. En 30 m³ eso son 7.500 kg almacenados y 750 kg entrando cada día, a 25 °C. Es una cámara de rotación alta recibiendo género templado, no una carnicería recibiendo carne a 7 °C.

Sustituye esa partida y el cálculo cuadra:

2.615 W contra los 2.684 W de la tarifa: −2,6 %. Dos métodos independientes, el de partidas y el de la columna de metros cúbicos, dan el mismo número cuando se les dan las mismas hipótesis. Lo que falla no es la tarifa: es usarla sin saber qué cámara describe.

Repaso antes de calcular

• ¿Qué producto, y a qué temperatura obliga? El artículo 4 del RD 1021/2022 no da una cifra, da siete, y la cámara va por debajo de la que te toque.
• ¿A qué temperatura está el local donde va la cámara en agosto? Es el otro extremo del ΔT y la tarifa supone 35 °C.
• ¿Qué espesor de panel, y qué W/m² sale? 8–9 en positiva y 6–7 en congelación, según el IDAE. Con la tabla de la U eso se comprueba en diez segundos.
• ¿A qué temperatura entra el género de verdad? De 25 °C a 7 °C hay un factor de tres en esa partida.
• ¿Respira? Entre la manzana y el brócoli hay doce veces de diferencia por tonelada.
• ¿Cuántas aperturas de puerta al día, y de cuánto tiempo? Es el dato que más mueve el resultado en cámara pequeña y el único que no se ve en una visita.
• ¿Has sumado ventiladores, desescarche, alumbrado y personas? Entre el 10 y el 15 % del total, y el desescarche solo puede pesar más que el producto.
• ¿Entre cuántas horas has dividido? Entre 18, no entre 24. Y si hay cuatro desescarches y la puerta abierta en servicio, ni 18.

El panel, las puertas y los remates están en recintos y paneles de cámara; lo que se cuelga dentro, en evaporadores, y la máquina que se elige con el número que acabas de sacar, en centrales frigoríficas. Las tarifas de las que salen los datos de equipo de arriba son las de Zanotti e Intarcon.