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Refrigeración industrial con CO2

El CO2 como agente refrigerante:brillante desde el punto de vista económico y ecológico

menor carga de amoníacoal utilizar CO2 en combinación con NH3.

90%

¿De verdad se puede hacer eso?El CO2 es una magnífica opción a la hora de sustituir un sistema basado en HFCs y glicol como parte de una instalación de refrigeración industrial. Danfoss cuenta con la experiencia en la aplicación de tecnologías y los conocimientos necesarios para poner a su alcance componentes de máxima calidad que le permitirán construir sistemas de refrigeración fiables, económicos y ecológicos empleando CO2 como refrigerante secundario.

Disfrutará también de otras ventajas, como su carácter compacto y la posibilidad de usar tuberías más pequeñas y bombas cuyo consumo energético equivale a sólo un 10 % del que generan los sistemas tradicionales con salmuera.

Además, los costes de operación y mantenimiento de las instalaciones de procesamiento y almacenamiento refrigerado resultan notablemente inferiores a los que se derivan de los sistemas tradicionales con salmueras basadas en agua.

Use CO2para ahorrar CO2

Usar CO2 como refrigerante secundario permite reducir el consumo energético y la huella de carbono total de una instalación de refrigeración, así como ahorrar dinero.

¿De verdad se puede hacer eso? ¡Por supuesto!La refrigeración industrial con CO2:• Se basa en una tecnología fiable y de eficacia probada• Representa un modo de reducir el gasto energético hasta en un 20 %• Permite construir sistemas de refrigeración más eficientes• Es ecológica• Es menos costosa en términos de funcionamiento y mantenimiento,

en comparación con los sistemas de refrigeración tradicionales

CO2: le va a encantar

• Excelentes propiedades termofísicas• No corrosivo• No tóxico• No inflamable• ODP = 0* GWP = 1**• Baja viscosidad, permitiendo el uso de

tuberías más pequeñas • Relaja los requisitos, dando cabida a

bombas de menor eficiencia• Funciona como agente refrigerante, aun

cuando su consumo energético es menor

La atractiva idea de usar CO2 como refrigerante secundario no es nueva. El CO2 no sólo es abundante y relativamente barato, sino que, además, no es tóxico ni inflamable.

El desafío que suponía trabajar con altas presiones sin aumentar el coste ya es historia. La tecnología ha alcanzado su madurez y los componentes estándar de 52 bar son una realidad, lo cual convierte los sistemas con CO2 como refrigerante secundario en ventajosos económicamente y con el medio ambiente.

Danfoss ha estado siempre en primera línea y piensa continuar estándolo poniendo a disposición de sus clientes soluciones diseñadas para funcionar en las condiciones que imponen los sistemas basados en CO2, un campo en el que posee experiencia y amplios conocimientos.

* ODP son las siglas en inglés de “potencial de agotamiento del ozono”.

** GWP son las siglas en inglés de “potencial de calentamiento global”.

CO2 como agente refrigeranteEl CO2 posee un factor de eficiencia de transferencia de calor muy elevado. Este, unido al carácter constante de su temperatura de evaporación, hace posible su uso con una menor diferencia de temperatura en evaporadores e intercambiadores de calor. El resultado es un consumo energético muy inferior.

Dado que el CO2 es notablemente menos viscoso en todo el rango de temperatura, es posible reducir el tamaño de las tuberías, de la bomba y contribuir, de este modo, a minimizar el coste del sistema.

Alto factor de eficiencia de transferencia de calor

Baja viscosidad

-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

-20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0

120

100

80

60

40

20

0

50,0

10,0

1,0

0,1

DN 65

Agua

Referencia:agua a +10 °C

Amoníaco, 17,7 %

HYCOOL 30Temper -30

Etilenglicol, 40,2 %Propilenglicol, 43,2 %

[°C]

CO2

Fact

or d

e efi

cien

cia

de tr

ansf

eren

cia

de c

alor

[%]

Visc

osid

ad c

inem

átic

a [c

St]

El factor de eficiencia de transferencia de calor expresa la relación entre el coeficiente de transferencia de calor y la temperatura de refrigeración.

Temperatura [°C]VDI, cloruro de calcio, 21,8 % en masa HYCOOL 20 ASHRAE, dióxido de carbono, 0,0

ASHRAE, etilenglicol, 35,1 % en vol. ASHRAE, propilenglicol, 39,5 % en vol.

DN 150

CO2

Glicol

SC

PDT

TI

TI

TI

TI

TI

TI TIPIPI

M

M

M

Bajo coste de instalaciónLos sistemas que emplean CO2 como agente refrigerante son relativamente menos complejos en comparación con los sistemas de refrigeración más convencionales. Esto, sumado a la posibilidad de usar tuberías y bombas de menores dimensiones, significa que un sistema de

refrigeración con CO2 puede ser hasta un 12 % más barato de instalar que los sistemas que emplean salmueras acuosas y glicol. Calcule lo que podría ahorrar con nuestra sencilla herramienta de cálculo, disponible en el sitio web www.danfoss.com/COtoo.

Sistemas con salmueras acuosas

Sistema con CO2 como salmuera

Enfriador con amoníaco e intercambiador de calor en cascada

Sistema secundario con CO2

Grandes depósitos

Se requieren controles de temperatura para obtener un buen rendimiento

Normalmente, 2 conjuntos de bombas

Recipiente de expansión

Usar CO2 para ahorrar dinero

4.383.642 km no recorridos 6.255 árboles salvados 565 toneladas de CO2 no emitidas

La tecnología de refrigeración con CO2 ha evolucionado considerablemente en los últimos años. Las instalaciones que combinan NH3 y CO2 ya no son más caras de instalar. Incluso en los casos en los que el sistema presenta un mayor coste de instalación, la experiencia demuestra que,

en promedio, el 10 % de la inversión se recupera rápidamente como resultado de su menor consumo energético. La tabla siguiente compara el consumo energético de dos sistemas: uno con propilenglicol y otro con CO2.

Siempre que se opta por el uso de CO2 como sustituto de gases convencionales como los HFCs, el medio ambiente se beneficia de ello. De por sí, el CO2 es un gas de efecto invernadero; sin embargo, estudios demuestran que el impacto de los HFCs sobre el calentamiento global es hasta 6.000 veces mayor que el del CO2. Gobiernos de todo el mundo están trabajando ya para reducir el uso de los HFCs. El uso de CO2 como agente

refrigerante, por tanto, no sólo permite reducir la huella de carbono gracias al reducido consumo energético que genera y su despreciable efecto sobre el medio ambiente en comparación con los gases convencionales, sino también salvaguardar una instalación de refrigeración frente a las futuras limitaciones. El ejemplo anterior se traduce en las siguientes ventajas medioambientales:

Referencia de cálculo de la eficiencia del CO2 como salmuera CO2 Propilenglicol Unidad

Temperatura del aire, taire 0 °CPotencia de refrigeración, Qo 500 kWTasa de circulación, n 1,1 -Diferencia de temp. en evap., dtevap 5,0 7,0 KDiferencia de temp. en PHE, dtPHE 3,0 4,0 KDiferencia de temp. de la salmuera, tsalida - tentrada 4,0 KTemp. de evaporación, to -8,0 -11,0 °CGanancia de calor complementaria, kq 5 % 7 % %Ganancia de calor complementaria, Qcomp 25 34 kW¿Uso de controladores de frecuencia? NO NOPresión de carga de la bomba, Hbomba 2,5 2,5 barCons. de potencia de la bomba, Pbomba 0,7 11,0 kWPotencia de refrigeración ajustada, Qo, aj 525,7 543,6 kWCons. de potencia del compresor, Pcomp 131,0 150,5 kWHoras de funcionamiento al día 18,0 hCons. energético total de la instalación 132 161 kWCons. energético diario total 2.375 2.971 kW*hAhorro energético 20 % %

Cálculo del ahorro

Precio por kW*h 0,1 EURVida útil de la instalación 4 añosDescuento 14 % %Coste inicial 550.000 500.000 EURCoste de la energía consumida, vida útil 347.468 434.646 EURAhorro energético total 87.177 EURAhorro energético anual 21.794 EURVAN 19.645 EUR

Usar CO2 para ahorrar CO2

Mínimo gasto energético, máxima frescuraDanfoss es un proveedor de sistemas de refrigeración secundarios basados en CO2 fiable y con experiencia. Saque partido de los conocimientos que hemos adquirido durante la instalación de más de 1.000 sistemas transcríticos por

todo el mundo y una década de pruebas de campo. Nuestra experiencia en torno al diseño de sistemas con CO2 cubre todos los aspectos, desde el diseño de los controles, válvulas y compresores hasta la asistencia técnica y la monitorización.

En Róterdam, cerca del puerto, se encuentra el sofisticado centro de distribución de frutas de De Jong Coldstores, en el que se almacenan miles de toneladas de fruta fresca antes de su distribución a consumidores de toda Europa. Mantener la fruta fresca y refrigerada puede ser un quebradero de cabeza, especialmente si se tiene en cuenta que la cadena del frío no puede romperse.

En la instalación, un conjunto de grúas y cintas transportadoras completamente automáticas gestiona, sin intervención humana, 12.500 palés que se almacenan en 15 compartimentos cuya temperatura se controla individualmente.

Conscientes de la necesidad de sustituir el amoníaco por una solución basada en NH3/CO2, De Jong Coldstores y su contratista holandés, Cofely, diseñaron un exclusivo sistema de refrigeración empleando 100 evaporadores con válvulas ICF de Danfoss que proporciona una capacidad de refrigeración de 3.000 kW.

Los requisitos en materia de presión de trabajo eran bastante altos, como suele ocurrir al tratarse de sistemas refrigerados con CO2, por lo que se estableció una presión de trabajo máxima de 52 bar. El proceso de

instalación parecía complejo, debido principalmente a la escasez de experiencia. Los conocimientos necesarios fueron aportados por Danfoss y hoy permiten a De Jong Coldstores mantener la fruta fresca a temperaturas óptimas, ahorrar dinero en sus operaciones cotidianas y colaborar con el medio ambiente.

Cifras clave:

País Tamaño [kW] Observaciones

• Espacio de almacenamiento: 100.000 m3

• Capacidad: 10.000 a 15.000 palés

• Capacidad de refrigeración: 3.000 kW

• Presión de trabajo máxima: 52 bar

• Ahorro energético estimado en comparación con los sistemas convencionales: 19 %

CANADÁ 490 Sistema de BT y MT con NH3 - CO2 como salmuera

FINLANDIA 400 Sistema con CO2 para el túnel de esquí Vahterus Ring

RUSIA 4.300 Instalación de grandes dimensiones basada en CO2 en Miratorg

EE. UU. 3.600 Almacén para US Cold Storage en Pensilvania

CHINA 3.000 Instalación de producción de NH3-CO2 y cámara frigorífica basada en dichos refrigerantes en Dalián

HOLANDA

DKRCI.PB.000.N4.05 Producido por Danfoss® RC-MC/DBS 2015-03

Coolselector® 2: nuevo software de cálculo para aplicaciones de refrigeración industrialCoolselector® 2 es la nueva herramienta de cálculo diseñada por Danfoss que facilita y acelera los procesos de selección vinculados a cualquier proyecto de refrigeración industrial. Coolselector® 2 es una exclusiva herramienta de cálculo y soporte para contratistas y diseñadores de sistemas que ofrece un conjunto completo de funciones de cálculo de la caída de presión, análisis de tuberías, diseño de válvulas y generación de informes de rendimiento. Esta nueva herramienta viene a sustituir al popular software DIRcalc™ y aporta nuevas y útiles funcionalidades.

Aplicación Danfoss IRLa aplicación gratis IR , le brinda una herramienta de repuesto que le facilita encontrar el número de pieza de repuesto para una válvula de refrigeración industrial proporcionado por Danfoss.

Descarga símbolos CAD en 3DDe nuestro catálogo de productos en línea en nuestro sitio web, puede descargar los símbolos CAD en 3D e ilustraciones que le ayudarán a la hora de diseñar las plantas de refrigeración.

Herramienta de aplicación IRCon esta interactiva presentación Power Point, usted puede explorar todos los detalles de una planta de amoniaco de doble plataforma. Encontrará dibujos de corte transversal e información detallada sobre las válvulas en la instación junto con links de videos, literatura y animaciones de productos.

Manual de aplicaciónEl Manual de Aplicación está diseñado para ayudarle en cada paso del camino al trabajar con sistemas de Refrigeración Industrial. Entre muchas otras cosas, este contiene ejemplos de como seleccionar los métodos de control para diferentes sistemas de refrigeración , su diseño y qué componentes escoger.

Visite www.danfoss.com/IR-tools y encuentre las herramientas que necesite.

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Un mundo de experiencia a un clicCambie a Danfoss si deseas combinar calidad de componentes junto con el soporte de expertos . Pruebe estas herramientas gratis, diseñadas para hacer su trabajo más sencillo.

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