r e f r i g e r a t i o n a n d a i r c o n d i t i o n i n g mejoramiento de eficiencia en procesos...
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R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
MEJORAMIENTO DE EFICIENCIA EN PROCESOS DE CONGELACIÓN
Fernando Becerra ArizaDanfoss S.A.
19 Jul 2010 / 2R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
COMPORTAMIENTO TIPICO EN CONGELACIÓN
Temperatura
Tiempo
Producto
Temperatura de Evaporación
Diferencial de Temp. en el arranque
Diferencial de Temp. en condiciones de diseñoDiferencial de Evaporador
19 Jul 2010 / 3R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
COMPORTAMIENTO TIPICO EN CONGELACIÓN
Temperatura
Tiempo
Producto
Temp. Evap.
+25°C
-20°C
-35°C
-30°C
Compresor Bock HA4/650-4 (10 HP baja temperatura)Rango Temp. evaporación: desde -20 a -40°C
19 Jul 2010 / 4R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
COMPORTAMIENTO DESEADO EN CONGELACIÓN
Temperatura
Tiempo
Producto
Temperatura de Evaporación
Disminución del Diferencial de Temp. en el arranque
Diferencial de Temp. en condiciones de diseñoDiferencial de Evaporador
19 Jul 2010 / 5R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
RESULTADOS QUE SE OPTIENEN:
1. Aumentar la potencia frigorífica del compresor en una condición de mayor temperatura de evaporación.
1. Aumentar el COP del compresor en esa condición de mayor temperatura de evaporación.
1. Disminución del tiempo de congelación.
1. Menor deshidratación del producto.
1. Menor número de deshielos.
1. Menor consumo de energía.
19 Jul 2010 / 6R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
COMO OPTENER ESOS RESULTADOS:
1. Selección adecuada del compresor.
1. Selección adecuada del refrigerante con mayor COP.
1. Selección adecuada del evaporador.
1. Opciones de configuración de compresor y evaporador.
1. Selección adecuada de la válvula de expansión.
1. Selección adecuada del condensador.
1. Otros: disposición y rotación del producto en el cuarto frío.
19 Jul 2010 / 7R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
1. Selección adecuada del compresor
HG: Media-Alta HA: Baja
19 Jul 2010 / 8R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
R404A-507
NTZ: Media-Baja Temp. HA: Baja Temp.
R22 - R404A
Baja - Media Temperatura
19 Jul 2010 / 9R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
HG Media Temperatura
R22 R 404A
19 Jul 2010 / 10R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
COMPRESORBOCK
R404A/5070/40°C -10/40°C -20/40°C -30/40°C
Q [BTU/h]
COP
189.000
3,0
129.000
2,41
83.345
1,9
51.000
1,48
Q[BTU/h]
COP
- - 85.000
2,0
53.000
1,65
Cual compresor podemos usar y cual es más
eficiente?
HG 4/650-4s(20HP media)
HA 4/650-4s(10HP baja)
T evaporación / T condensación
Conclusión: HG opera en el rango que deseamos y COP aceptable. HA se hace más eficiente por debajo de -25°C.
19 Jul 2010 / 11R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
COMPRESORBOCK 0/40°C -10/40°C -20/40°C -30/40°C
Q [BTU/h]
COPR404A/507
189.000
3,0
129.000
2,41
83.345
1,9
51.000
1,48
Q[BTU/h]
COPR22
190.000
4,0
128.000
3,04
80.600
2,2
-
-
2. Cual refrigerante es más eficiente?
HG 4/650-4s(20HP)
T evaporación / T condensación
Conclusión: • R22 con mejor COP en rangos media-alta temperatura.• R 22 30% mas eficiente en calor latente.• Para disminuir la limitación del R22 por debajo de -20°C se debe mejorar la condensación o enfriamiento adicional.
-33% -26% -16%
19 Jul 2010 / 12R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
19 Jul 2010 / 13R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
Refrigerants affect the atmosphere – one wayor other
Global WarmingGlobal Warming Potential (GWP)Potential (GWP)100a100a
2.0002.000
4.0004.000
20.00020.000
R404AR404A
Montreal protocol
Kyoto
p
roto
col
F-G
asR22R134a
R410A
R407C
ODP
GWP
150 F-Gas
NH3
CO2
R290R600R600a
HFO1234yf
20
ODP
GWP
150 F-Gas
NH3
CO2
R290R600R600a
HFO1234yf
20
19 Jul 2010 / 14R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
Hidrocarburos HC´s?
Aspectos a tener en cuenta:•Cargas mayores a 150 gr. todos los elementos (compresores, parte eléctrica, bobinas, etc.) deben instalarse a prueba de explosión ATEX.•No utilizar control pulsante, ej. válvulas de expansión electrónicas por pulsos.•Todos los elementos deben ser etiquetados con sello:
•Todo soldar, no usar roscas.•Eliminar roscar con riesgos de fugas en compresores.•Se deben dar instrucciones de instalación y mantenimiento por riesgo de flama.
19 Jul 2010 / 15R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
4. Selección adecuada del evaporador
19 Jul 2010 / 16R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
Selecionamos un evaporador alto perfilEVIB
19 Jul 2010 / 17R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
Bock[BTU/h]
HG4/650-4sTcond=+40°C
190.000128.00061.000
Conclusión: El evaporador seleccionado para una condición de baja, no da la capacidad en media y alta. El compresor operando en media queda dando el doble de capacidad respecto al evaporador.
156.000
Capacidad Evaporador EVI vs compresor Bock HG4/650-4s (20 HP)
103.00080.000
19 Jul 2010 / 18R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
1. OPCIONES DE MANEJO
EVAPORADOR VS COMPRESOR
19 Jul 2010 / 19R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
Bock[BTU/h]
HG4/650-4sTcond=+40°C
190.000128.00061.000 156.000
Seleccionar dos evaporadores (o pares) los cuales operan todosen el arranque (alta y media temperatura), a -15°C sacar la mitad de los evaporadores de operación.
103.00080.000
19 Jul 2010 / 20R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
Bock[BTU/h]
HG4/650-4sTcond=+40°C
190.000128.00061.000 156.000
Seleccionar un evaporador a condición de alta evaporación,con un VLT bajar la capacidad de los ventiladores delevaporador a medida que baja la temperatura.
19 Jul 2010 / 21R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
Bock[BTU/h]
HG4/650-4sTcond=+40°C
89.00078.00061.000 84.0000
Mantener el evaporador seleccionado para baja temperatura,usar el mismo compresor pero bajamos la velocidad del compresoren media-alta para mantener los BTU/h del evaporador.
19 Jul 2010 / 22R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
5. SELECCIÓN ADECUADA DE LA VALVULA DE EXPANSIÓN
Válvula de expansión termostáticas manejas solo +-20% de variación de carga térmica
19 Jul 2010 / 23R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
[BTU/h]HG4/650-4s
Tcond=+40°C190.000128.00061.000 156.000
Comportamiento del a válvula de expansión Vs Compresor HG4/650-4s y Evaporador
103.00080.000
TEX5-4,5 65.000 91.500 106.000
Conclusión: la válvula de expansión termostática se hace pequeña en medias y altas temperaturas de succión.Debe usarse válvula de expansión electrónica.
19 Jul 2010 / 24R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
VALVULA DE EXPANSIÓN ELECTRONICA
EKC 315A
AKV/A
19 Jul 2010 / 25R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
6. SELECIÓN DEL CONDENSADOR
19 Jul 2010 / 26R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
COMPRESORBOCK 0/40°C -10/40°C -20/40°C -30/40°C
Calor de RechazoQ [KW]
69 50 34 -
Q[BTU/h]
COPR22
190.000
4,0
128.000
3,04
80.600
2,2
-
-
Calor de rechazo en función de la Temp. Evaporación
HG 4/650-4s(20HP)
T evaporación / T condensación
Conclusión: Seleccionar el condensador para una condición de alta temperatura de condensación.
19 Jul 2010 / 27R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
Al bajar la carga variar velocidad con un VLTmanteniendo la presión de condensación contante
19 Jul 2010 / 28R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
7. INSTALACIÓN7. INSTALACIÓN
PUERTA
Producto frío con más permanencia en el cuarto
Producto caliente con menos permanencia en el cuarto
19 Jul 2010 / 29R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
INSTALACIÓNINSTALACIÓN
Y
1m
0,5m
L
LO MENOR POSIBLE
PUERTA
FLUJO DEL PRODUCTO EN EL CUARTO
+CALIENTE +FRIO
19 Jul 2010 / 30R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
Certificación de técnicos Sena
19 Jul 2010 / 31R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G
Certificación de técnicos Sena
19 Jul 2010 / 32R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G