Post on 23-Jun-2015
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Escrito por f.Sanz1
Presentación
Escrito por f.Sanz2
Índice
1 Introducción 2
Sectores susceptibles de ser afectados en el ahorro de energía
3
Personas físicas o jurídicas involucradas en el ahorro
4
Conceptos importantes de cara al ahorro energético
4.1 Aporte mínimo de ganancias caloríficas externas
4.2 Refrigerantes y compresores 4.3 Diagrama de Moliere.
5 Análisis teóricos y ahorro energético
6 Gestión y control de la instalación
7 Variación de velocidad 8 Ahorro económico
Escrito por f.Sanz3
Índice
6 Gestión y control de la instalación
Adecuación a la demandaUtilización de la máxima superficie de transmisión de calorUtilización de compresores a su máxima eficiencia
5 Análisis teóricos y ahorro energéticoFuncionamiento eficiente Agrupación por temperatura Subenfriamiento de líquidoDisminuir PcAumentar PoComprimir el vapor en varias etapasReducir pérdidas por transporte Reducir DP en aspiraciónUtilización del calor del condensadorRespeto de las condiciones de diseño
Escrito por f.Sanz4
¿De que vamos a hablar?
Ahorro energético
CO2
Ahorro económico
$$$
KIOTO
Entalpia
Compresor
CondensadorRecipiente
Pre
sión
Evaporador
Acciones positivas
Escrito por f.Sanz5
Transporte de calor
Q.
Q.
Fuente fría
Sumidero calienteAmbiente
RMP
Transportar calor de bajas a altas temperaturas consume energía
Escrito por f.Sanz6
Sectores afectados en el ahorro de energía en refrigeración
• Aire acondicionado• Industrial
• Transporte
• Doméstico
• Alimentación• Centros de
producción
• Centros de almacenamiento
• Transporte
• Almacenes de distribución
• Centros comerciales
• Tiendas comerciales
• Hostelería
• Servicio doméstico
Escrito por f.Sanz7
¿ Por qué ahorrar ?
Ahorro energético
CO2
Ahorro económico
€€€KIOTO
EconomíaEconomía
Medio ambienteMedio ambiente
Escrito por f.Sanz8
Quien interviene
•Usuarios•Fabricantes•Propietarios•Ingenierías•Instaladores y montadores•Empresas y personal de mantenimiento•Administración
Escrito por f.Sanz9
Usuarios
• Pequeños• Utilizan el producto de
los fabricantes.• Compran pero no
definen el producto• Organizaciones civiles
inducen tendencias a los productos.
• Grandes • Utilizan el producto de
los fabricantes.• Pueden definir o
condicionar el producto• Organizaciones civiles
inducen tendencias en los grandes usuarios
Escrito por f.Sanz10
Fabricantes
• Producción de grandes series• Neveras• Aire acondicionado• Enfriadoras de agua• Muebles hostelería
• Definen el producto Compromiso entre
calidad y precio
La administración y los usuarios por medio de normas y de actividades de las organizaciones civiles, pueden inducir tendencias en la mejora energética de estos productos
Escrito por f.Sanz11
Propietarios
Realiza la inversiónRealiza la inversión
Recibe los beneficiosRecibe los beneficios
Escrito por f.Sanz12
Ingenierías
•Utilización del calor residual
•Pérdidas por transporte frigorífico
•Aporte exterior de calor a la plantaMateriales y aislantes empleadosColor de las paredes (claros)Situación de centrales, cámaras y túnelesOrientación norte de cámarasCerramientos y falsos techos
Situación de la sala de máquinasAgrupaciones de cámaras y serviciosAgrupaciones por temperatura
Agua calienteDesescarche por gas calienteCalefacción del sueloD
iseñ
o de
la in
stal
ació
n
Escrito por f.Sanz13
Ingenierías
•Selección y diseño de la instalación
Dis
eño
de la
inst
alac
ión
Sistema de refrigeraciónCompresores utilizadosSistema de condensaciónControl y gestión de la planta
Escrito por f.Sanz14
InstaladoresR
eali
zan
la in
s tal
ació
n
Buenos profesionalesEspecialistas en montaje
Escrito por f.Sanz15
Man
tien
en la
inst
alac
ión
Mantenedores
Eliminar puntos críticos(duplicar o tener repuestos)
Llevar libro de mantenimiento y reparaciones al día.
OptimizaciónElectrónicaTelemáticaAHORRO
Escrito por f.Sanz16
Libro de mantenimiento
Limpieza de filtrosCambio de aceiteControl de incondensablesPurgas de aireLimpieza de condensadoresControl de desescarche
TelegestiónVigilanciaControles electrónicos
Implantación de nuevos sistemas
Escrito por f.Sanz17
Administración pública
Definir normas
Realizar control
Premiar y castigar
Escrito por f.Sanz18
Importante para el ahorro
energético•No aportar calor
•Refrigerantes y compresores
•Diagrama de Molliere
Análisis teóricos
Agrupaciones de servicios
Subenfriamiento de Líquido
Economizadores
Disminuir la Pc.
Aumentar la Po
Comprimir en etapas
Reducir perdidas de transporte
Reducir Dp aspiración
Utilizar calor condensador
Respetar diseños
Funcionamiento eficiente
Escrito por f.Sanz19
No aportar calor
• Orientaciones• Acristalamientos• Espesores de
aislamiento• Conductividades• Variables f(tiempo)• Etc. Las cámaras de
congelación tienen que tener un suelo aislado para soporte de equipo y personas
Escrito por f.Sanz20
Td
Refrigerantes y compresores
ODP
GWP
TEWI
Tóxico
Inflamable
Pc
Po
COP
Escrito por f.Sanz21
Diagrama de Molliere
Trabajo del compresorFrío producido
Entalpia
Pre
sión
COP = Frío producido / Consumo compresor
Escrito por f.Sanz22
Diagrama de Molliere Sistema de expansión directa
Entalpia
Compresor
CondensadorRecipiente
Pre
sión
Evaporador
Escrito por f.Sanz23
Pre
sión
Entalpia
Compresor
Línea de aspiraciónsolo vapor
Línea aspiración Vapor + Líquido
CondensadorSeparador de líquido
Evaporador
Línea de descarga
Agua
Válvula de expansión
Recipiente
Diagrama de MolliereSistema inundado
Escrito por f.Sanz24
Refrigerantes y COP
COP – Ciclo refrigeración Tcond=45°C, Tsup=32°C)
Escrito por f.Sanz25
Compresores y Aplicaciones
Compresor Alternativo Rotativo Scroll Tornillo
Cambio condiciones de trabajo
Velocidad - + ++ ++
Relación de compresión
++ - - -
Diferencia de presión
+ + - -
Eficiencia Mecánica o - + o
Isentrópica + +/- o -
Control Relación de compresión
++ +/- - +
Caudal o - -- +
Característica par motor - + ++ ++
++ Muy Bueno + Bueno o Neutro - Mal -- Muy Mal
Escrito por f.Sanz26
Agrupación de servicios por temperatura
Agrupaciones de cámaras y serviciosAire acondicionadoSalas de manipulación de alimentosConservación producto frescoConservación de congeladosTúneles de congelación
Escrito por f.Sanz27
Aumento del subenfriamientoP
resi
ón
Entalpia
Frío producido frío
Solo se puede utilizar en plantas nuevas.
En plantas ya en funcionamiento, se ve modificado el funcionamiento del evaporador con riesgos de retorno de líquido
Escrito por f.Sanz28
Disminuir PcPresión Pc flotante
Frío Producido Trabajo del compresor
Entalpia
Pre
sión
Menos desgastesMenos mantenimiento (mas vida)Menos consumo de energía (de 40 a 20ªC se puede conseguir hasta casi un 25%)
Por 1ªC de presión de condensación se puede reducir un 2-3% del consumo de energía
Condensación Qo (kW) P(kW) COP
20 ºC, 14,3 7,4 1,93
30 ºC 13,8 8,4 1,65
40 ºC 13,1 9,4 1,39
50 ºC 12,4 10,5 1,8
Según compresor Bitzer semihermetico alternativo con
R404A (Po= -35ºC; SH=20K) S4G - 12.2Y
Escrito por f.Sanz29
Comp. Cap.%S out + 3K
0 %
S out + Dim tm K
50%
Pc Ref°C
100%
S out
La consigna de presión de condensación dependerá de:
- Temperatura exterior- La capacidad dimensionada de los condensadores- La capacidad actual de los compresores %.- Variación externa de la referencia
Pc
M
M
M
Po
tm = Pc - S7
S7
Presión de condensación flotantePresión de condensación flotante
Escrito por f.Sanz30
Aumentar PeAumentar PePe flotantePe flotante
Pre
sión
Entalpia
Trabajo delcompresor
Frío producido
Menos desgastesMenos mantenimiento (mas vida)Menos consumo de energía(De –40 a –35ºC se ahorra hasta mas de un 20%)
Por 1ªC de presión de evaporación se puede reducir hasta un 4% del consumo de energía
Evaporación Qo (W) P(kW) COP
-30 ºC 4010 3,93 1,02
-35ºC 2920 3,40 0,86
-40ºC 2050 2,88 0,71
Según compresor Maneurop hermético alternativo con
R404A (Pc= 40C; SH=10K) LTZ 50
Escrito por f.Sanz31
La consigna de presión de aspiración dependerá de:
Programa horario (día-noche, entrada producto, día del año, etc.)Variación en periodos sin carga máxima (método adaptativo) Prioridadde de alcanzar temperatura en servicio críticoTemperatura ambiente (cámara, exterior)
Principio de regulación adaptativo
La temperatura del servicio más critico se mantiene en el valor de enganche -20°C.
Por la noche debido a las cortinas de servicos, se puede aumentar la Po hasta 8-10ºC.
Ahorros de energía del 10-20%Mejora de la eficienciaAmplía la vida del equipo
Presión de aspiración flotantePresión de aspiración flotante
Escrito por f.Sanz32
En cada momento se define el servico más crítico-Se visualiza una estadistica del número de horas que un servico actua como servico crítico en la planta.-Permite ver los puntos sin problemas, los cuales podrán ser optimizados en plantas nuevas.
En cada momento se define el servico más crítico-Se visualiza una estadistica del número de horas que un servico actua como servico crítico en la planta.-Permite ver los puntos sin problemas, los cuales podrán ser optimizados en plantas nuevas.
Mantenimiento Pro-activo
Mejora eficiencia de la planta
Nº de servicio
Tie
mp
o
Los cambios en las estadisticas diarias y semanales como servicio más crítico permite detectar un problema mucho antes de que se produzca y genere una alarma por alta temperatura provocada por un ventilados defectuoso, un exceso de carga, un bloqueo de hielo, etc.
Control adaptativo de la presión de Control adaptativo de la presión de aspiraciónaspiración
Escrito por f.Sanz33
Como ajustar las presiones de un circuito de refrigeración
P referencia
Oscilaciones de presión con regulación PID
P real
Oscilaciones de presión en control con presostatos
P corte (2 bar)
P enganche (2,7 bar)
Diferencia de oscilaciones de presión en control con presostatos o sistemas PID
P corte (2 bar)
P enganche (2,7 bar) P referencia
Escrito por f.Sanz34
Como ajustar las presiones de un circuito de refrigeración
P corte (2 bar)
P enganche (2,7 bar)
P referencia
Condensador
P corte (2 bar)
P enganche (2,7 bar) P referencia
Evaporador
Escrito por f.Sanz35
Como ajustar las presiones de un circuito de refrigeración
P corte (1.5 bar)
P enganche (3 bar) P referencia
Evaporador
Zona + = 0.7 * ZN
Zona neutra (ZN) = (2.7-2) / 2.4 =0.3
Zona - = 0.7 * ZN
Ref = Punto medio banda total
-9ºC_(2.7 bar)________________
Z+ = 0.7 * 0.3_ __ _ _ _ __ _ _ __ _ _ _
Ref = 2.35 ZN = 0.3 bar
__ __ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _
Z- = 0.7 * 0.3
-15ºC_(2 bar)________________
3 bar (-7ºC)
2,5 bar (-11ºC)
1,5 bar (-20ºC)
0.5 bar (-32ºC)
Ajustes en presostatos
Banda de regulación
Escrito por f.Sanz36
31
12
23 3
12
P enganche
P corte
Regulación PID
P enganche
P corte
P referenciaP real
Regulación con presostatos
Ges
tión
y c
ontr
olControl de la Presión
Con R 404A, Con R 404A, de evaporar a -10C = 3.4 bar de evaporar a -10C = 3.4 bar En lugar de a -15C = 2.7 barEn lugar de a -15C = 2.7 bar
No encorchetar a la electrónica
Diseñar teniendo en cuenta la electrónica
20 % de ahorro
Escrito por f.Sanz37
Comprimir en dos etapasP
resi
ón
Entalpia
W1 > W2 + W3
W1
W2
W3Pc
Po
____________________Pintermedia = √( P baja * P descarga)P absolutas
BoosterAlta temperatura (Positiva) Presión Pe -15ºCBaja temperatura (Negativa) Presión Pe -35ºC
Pi
Pd
Pb
Escrito por f.Sanz38
Modificaciones en el diagrama de Molliere
Pre
sión
Entalpia
Frío producido frío
Frío Producido Trabajo del compresor
Entalpia
Pre
sión
Descenso de la presión de condensación
Pre
sión
Entalpia
Trabajo delcompresor
Frío producido
Aumento de la presión de evaporación
Compresión del vapor en dos etapas
Pre
sión
Entalpia
W1 > W2 + W3
W1
W2
W3Pc
Po
Aumento del subenfriamiento
Escrito por f.Sanz39
Pre
sión
Entalpia
Modificaciones en diagrama
• Aumento del subenfriamiento
• Descenso de la presión de condensación
• Aumento de la presión de evaporación
• Compresión del vapor en dos etapas
Escrito por f.Sanz40
Dis
eño
de la
inst
alac
ión
Reducir pérdidas por transporte frigorífico
Los trazados largos de tuberías, penalizan la eficiencia de la planta
Escrito por f.Sanz41
Reducir DP aspiración
Las válvulas servo-accionadas por gas de aspiración, necesitan un DP mínimo para poder funcionar. Regulan muy bien.
Las válvulas motorizadas necesitan motores para accionar asientos grandesLa regulación es precisa
Las válvulas servo-accionadas con el gas de descarga son una buena solución. La regulación es difícil
Escrito por f.Sanz42
M
Accionamiento neumáticoGas de aspiración
Accionamiento neumáticoGas de descarga
Accionamiento mecánicoMotor eléctrico
Reducir DP en aspiración
Escrito por f.Sanz43
Utilizar calor del condensador
Compresor Condensador
Línea de descarga
Agua
Agua caliente
Agua fríaAgua caliente sanitaria
Desescarche por gas caliente
Escrito por f.Sanz44
Respetar diseño
Ajustes adecuados a las características de la planta. Eliminación de los contaminantes de los sistemas frigoríficos
Efecto de los gases incondensables. Efectos de la humedad Efectos de las partículas sólidas y ceras
Evitar la aparición de burbujas de vapor en líneas de líquido. Evitar retornos de líquido al compresor.Evitar recalentamientos altos.
Escrito por f.Sanz45
Efectos de contaminantes
Presión de saturación bar
Temperatura de saturación con:NH3 100% 90% 80% 70%
H2O
0% 10% 20% 30%
0,3 NA NA NA -47,15
0,4 NA -48,82 -46,48 -42,10
0,5 -46,52 -44,93 -42,41 -38,00
1 -33,59 -31,71 -28,96 -24,07
2 -18,85 -16,70 -13,62 -7,71
3 -9,23 -6,69 -3,13 -2,51
4 -1,88 -0,79 4,45 10,32
Al aumentar el contenido en agua, para obtener la misma temperatura de evaporación, se debe evaporar mas bajo, lo cual afecta negativamente a la eficiencia
Escrito por f.Sanz46
Funcionamiento eficiente de la planta
Gestión y control de la
instalación Adecuación a la demanda
Utilizar toda la superficie de transmisión
Utilizar compresores con la máxima eficiencia
Escrito por f.Sanz47
Adecuación a la demandaG
esti
ón y
con
trol
Diseño de la instalación considerandocondiciones extremas Máxima, Normal y Mínima carga
•Seguir necesidades de la planta•Producir frío en poco tiempo es mas caro
Escrito por f.Sanz48
30
20
10
Tiempo de operación en %
30 40 50 60 70 80 90 100
Capacidad %
Esto equivale a una capacidad continua del 73%
Ejemplo de Perfil de carga típico en instalaciones industriales
Escrito por f.Sanz49
Adecuación a la demandaG
esti
ón y
con
trol
Diseño de la instalación considerandocondiciones extremas Máxima, Normal y Mínima carga
Compresores: tipo
tamañonúmerogestión
Tuberías / Aceitevelocidades mínimas,sifones
CondensadoresPc flotantePc=f(Ta, carga)
Evaporadores:termostato día / nochetermostato modulantedesescarche inteligenteuso de converteradecuación a la plantaPe flotante, Pe =f(Ta,HR)
Escrito por f.Sanz50
Seleccionar tuberías para mínima carga y para el 100% de capacidad
Evaporador
Max 4 m
Max 4 m
0,5% de pendienteV > 4 m/s
0,5% de pendienteV > 4 m/s
8 to 12 m/sA la central
Doble tuberia de subida
El aceite retorna por dilución en el refrigerante , por velocidad, o por una mezcla de los dos sistemas
Adecuados diseños para retorno de aceite
Adecuación de Tuberías
Escrito por f.Sanz51
Adecuación de CompresoresG
esti
ón y
con
trol
Diseño de la instalación considerandocondiciones extremas Máxima, Normal y Mínima carga
Compresores: tipo
tamañonúmerogestión
•Etapas•Varias velocidades•Inverter
Escrito por f.Sanz52
Adecuación de CompresoresG
esti
ón y
con
trol Producir frío barato
a presiones lo mas altas posibles
Producir frío baratoa presiones lo mas altas posibles
Para un buen acoplamientoutilizar compresores de
distintos tamaños
Escrito por f.Sanz53
Frigorías de calidad
+10ºC... Pero yo soy
mas barata
-30ºC
Soy mucho mejor que tú ..
Aumentar Po tiene limitaciones en tornillos, dado que la relación de compresión es cte.Si aumenta mucho la Pe aumenta más la Pc y el consumo también aumenta
Aumentar Po, siempre es interesante en compresores de pistón
Escrito por f.Sanz54
Adecuación de evaporadoresG
esti
ón y
con
trol Evaporadores:
termostato día / nochetermostato modulantedesescarche inteligenteuso de variadoresPe = f (Ta, HR)
Diseño de la instalación considerando
condiciones extremas
Máxima, Normal y Mínima carga
Escrito por f.Sanz55
Termostato día-noche
Clave de acceso
Tem
per
atu
raAhorra Energía
El incremento en la temperatura nocturna permite:
Aumentar la presión de evaporaciónAhorrar energía
Escrito por f.Sanz56
Adecuación de la temperaturaG
esti
ón y
con
trol
Para temperaturas muy precisas
Termostato modulanteUso de variadoresVálvulas electrónicas
Diseño de la instalación considerandoCondiciones extremas, Máxima, Normal y Mínima carga
Escrito por f.Sanz57
Adecuación de la temperaturaG
esti
ón y
con
trol
Termostato modulanteUtilizar variadores con AKV
enganche
corte
Tem
per
atu
ra
Tiempo
Escrito por f.Sanz58
Control de evaporadoresControl inyección de líquido
No 084B6026230 / 240 V a.c. 50Hz 9.5VAMade in Denmark
AKC 15
Corte
Enganche
DT1
Corte
Enganche
DT1
DT2
CompresorSeparador de líquido
Línea de aspiraciónsolo vapor
Línea aspiración Vapor + Líquido
Línea líquido
Evaporador
Variador de velocidad
Ges
tión
y c
ontr
ol
Escrito por f.Sanz59
Adecuación del desescarcheG
esti
ón y
con
trol
AKS 32RSSU RENSMITTER
AKS 330G2103Pe : -1 - 34 bar -14.5 - 493 ps ig/ MWP 580 ps ig
10 - 30 V d.c .4 - 20 mA
+ SUPPLY VOLTAGE- COMMON
Aire entrada
S des
S2
Aire salida
Desescarches realizados
1 salto
Desescarches planeados
2 saltos3 saltos
Desescarche inteligente
Elimina los desescarches que no son necesarios
Escrito por f.Sanz60
Desecarche inteligenteEn base a datos registrados de la planta, el desescarche inteligente del AKC realiza solo los desescarches que son necesarios en función de la carga de la instalación.
En base a datos registrados de la planta, el desescarche inteligente del AKC realiza solo los desescarches que son necesarios en función de la carga de la instalación.
La experiencia acumulada durante los 8 últimos años muestran tal como se indica en el siguiente ejemplo un potencial de ahorro considerable.Ejemplos de 5 servicios de baja temperatura.
La experiencia acumulada durante los 8 últimos años muestran tal como se indica en el siguiente ejemplo un potencial de ahorro considerable.Ejemplos de 5 servicios de baja temperatura.
Reduce el N de desescarchesMejora la calidad del productoAhorra energía
Reduce el N de desescarchesMejora la calidad del productoAhorra energía
Controlador Plan Evitados Ahorro
AKC 115D 1711 141 8,2 %
AKC 115D 1736 114 6,6 %
AKC 115D 1839 13 0,7 %
AKC 115D 1738 312 18,0 %
AKC 115D 1291 557 43,0 %
AKC 115D 1302 549 42,1 %
Controlador Plan Evitados Ahorro
AKC 115D 1711 141 8,2 %
AKC 115D 1736 114 6,6 %
AKC 115D 1839 13 0,7 %
AKC 115D 1738 312 18,0 %
AKC 115D 1291 557 43,0 %
AKC 115D 1302 549 42,1 %
Las grandes variaciones de desescarches ahorrados, se
explican por las diferencias de carga térmica y por los distintos
tipos de producto
AKC 72A - Control de cámarasAKC 72A - Control de cámaras
Escrito por f.Sanz61
Usar toda la superficiede transmisión de calor
Ges
tión
y c
ontr
ol
Evaporador=f(DT, 100% carga)
Condensador=f (DT, Ta verano, 100% carga)
El evaporador y el condensador se diseñan para:
Escrito por f.Sanz62
Usar toda la superficiede transmisión de calor
Condensador=f (DT, Ta verano, 100% carga)
Evaporador=f(DT, 100% carga)
Q = U A DT
Si los compresores no están al 100% de capacidad
Presiones flotantesReducir DT
Pc, en vez de reducir el Área, Pe, en vez de parar inyección,
Escrito por f.Sanz63
Ges
tión
y c
ontr
ol
Utilizar inyección electrónicay no expansión termostática
Usar toda la superficiede transmisión de calor
Escrito por f.Sanz65
Principio del control adaptativo del recalentamiento
02
4
6
8
10
12
14
16
18
Recalentamiento real
Ref. recalentamiento
Rec
alen
tam
ien
to K
El recalentamiento de referencia, se reduce hasta que la señal del recalentamiento real llega a ser inestable, es decir gotas de líquido están presentes en la salida (límite curva MSS), lo cual indica que el evaporador está lleno. Esto se traducirá en una mayor presión de evaporación, y / o en un menor número de horas de funcionamiento.
El recalentamiento de referencia, se reduce hasta que la señal del recalentamiento real llega a ser inestable, es decir gotas de líquido están presentes en la salida (límite curva MSS), lo cual indica que el evaporador está lleno. Esto se traducirá en una mayor presión de evaporación, y / o en un menor número de horas de funcionamiento.
S2 AKS 32R
AKV 10
SSU RENSM ITTER
AKS 33
0G 21 03
Pe : - 1 - 3 4 bar -1 4 .5 - 49 3 ps ig/ M WP 5 80 ps ig
1 0 - 3 0 V d .c .4 - 20 mA
+ SUPPLY VO LTAGE- CO MM O N
Escrito por f.Sanz66
Compresores al 100%máxima eficiencia
Ges
tión
y c
ontr
ol
Diseño de la instalación considerandocondiciones extremas Máxima, Normal y Mínima carga
Pistones al 100%
Kw producidos
Kw
con
sum
idos
Tornillos por encima del 60%
Variación de velocidad
Escrito por f.Sanz67
Centrales de compresores iguales
4 MTZ 160
0
20000
40000
60000
80000
100000
1ª etapa 2ª etapa 3ª etapa 4ª etapa
-10/45
Pe
Escrito por f.Sanz68
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
1 3 5 7 9 11 13 15
Centrales de compresores distintos 1-2-4-8
-10/45
Pe
CambiosC1 = 8C2 = 4C3 = 2C4 = 1
Con 4 compresores distintos se generan 15 escalones de capacidad
Escrito por f.Sanz69
-
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
90.000
100.000
1 3 5 7 9
Centrales de compresores distintos 10-20-30-40
-10/45
MTZ 64 MTZ 125MTZ 200 MTZ 250
MTZ 64MTZ 125MTZ 200MTZ 250
100423
CambiosC1 = 4C2 = 3C3 = 2C4 = 1
Con 4 compresores se generan 10 escalones de capacidad
Escrito por f.Sanz70
Centrales de compresores distintos tornillos 40 - 60
20
60
80
100
40 S2S2
S11/2 S1
S1
S2
Pe
Buen rendimiento desde el 20 % de capacidad
40 %
60 %
Escrito por f.Sanz71
Centrales de compresores distintos tornillos 33-66
16.5
79.5
66
99
33
S2
S2
1/2 S1
S1
S2
Pe
S1Buen rendimiento
desde el 15% decapacidad
33 %
66 %
Escrito por f.Sanz72
Escalonamiento con variación de velocidad
0
20
40
60
80
100
Escalonamiento de compresores y un cuarto con variación de velocidad
Escrito por f.Sanz73
Cuantificación de ahorros
Funciones Danfoss Otros Nivel de Ahorro
Termostato electrónico X X 0%
Ajustes día – noche
(temperatura, ventiladores y antivahos)
X X 10 – 35%
Desescarche inteligente X 0 Hasta 5%
Termostato modulante X - * Hasta 8%
Válvulas expansión electrónicas X - * Hasta 12%
Reducción presión de condensación X - * Hasta 25%
Presión de aspiración flotante X 0 Hasta 15%
Vigilancia remota vía teléfono X 0 Alto
X= incluido; 0=a veces incluido;
- = no incluido
* Posibles gracias a la utilización de válvulas electrónicas AKV
Escrito por f.Sanz74
Ventajas de la variación de velocidad
• Mejor eficiencia del compresor• Mejor eficiencia del motor eléctrico• Protección eléctrica del motor• Reducción de ruido• Temperatura mas estable• Presión más estable• Reducción de la corriente de arranque• Reducción de la potencia reactiva• Economizadores a carga parcial• Optimización del proceso• Ahorro de energía
Escrito por f.Sanz75
Beneficios de la variación de velocidad
• Ahorro económico• Reducción costes operación
• Rápido retorno de la inversión• Vecinos sin problemas• Producto mejor conservado• Equipos más duraderos• Sin limites en arranques por hora• Equipos más pequeños (compresores, motores,
cableado)• Más capacidad• Medio ambiente mas cuidado• Menos CO2 producido
Escrito por f.Sanz76
Donde se puede utilizar
• Compresores• Ventiladores
condensación• Ventiladores
evaporador• Bomba agua
condensación• Bomba de fluido frío• Bomba recirculación
refrigerante
No 084B6026230 / 240 V a.c. 50Hz 9.5VAMade in Denmark
AKC 15
Escrito por f.Sanz77
Rotatunecon inverter
Conventional
100
80
60
40
20
20 40 60 80 100
Capacidad
PotenciaConsumo
%
Coste de operación en dos compresores de tornillo
Escrito por f.Sanz78
Rotatunecon inverter
100
80
60
40
20
20 40 60 80 100
Capacidad
PotenciaConsumo
%
Variación de carga con control de frecuencia en compresores de
tornillo
Escrito por f.Sanz79
Algunos beneficios de la variación de velocidad
• Ahorro económico• Reducción costes operación
• Medio ambiente protegido • Menos CO2 producido
• Rápido retorno de la inversión • Equipos más pequeños (compresores, motores,
cableado)• Vecinos sin problemas
Escrito por f.Sanz80
Presiones más estables
Pc mas estable
Po mas estable
Mantener presiones mas estables permite ajustar presiones mas altas en aspiración y mas bajas en condensación.
Escrito por f.Sanz81
Ahorro de fucionamiento con el compresor Rotatune
Consumo potencia
Carga Pct de Frio Normal SAB 163 RH tiempo kwh kwh kwh
100% 20% 167 48.3 44.6
90% 15% 113 33.7 30.6
80% 15% 100 30.8 27.7
70% 15% 88 27.8 24.6
60% 15% 75 24.9 21.5
50% 10% 42 14.8 12.1
40% 5% 17 6.6 5.0
30% 5% 13 6.0 3.7
192.9 169.8
Ejemplo 1: R717 -10/+35 °C
Ahorro 23.1 kwh 12%Horas de operación 5000h/año: 115,500.00 kwh
Note: Preliminary figures
Escrito por f.Sanz82
Consumo potencia
Carga Pct de Frio Normal SAB 163 RH tiempo kwh kwh kwh
100% 20% 48.5 35.2 31.8
90% 15% 32.7 25.5 22.0
80% 15% 29.1 24.5 20.1
70% 15% 25.4 23.4 18.1
60% 15% 21.8 22.4 15.9
50% 10% 12.1 14.5 9.0
40% 5% 4.8 7.1 3.7
30% 5% 3.6 7.0 2.7 159.6 123.5
Ejemplo 2: R717 -40/+35 °C economizador
Ahorro 36.3 kwh 23%Horas operación 5000h/año: 181,500.00 kwh
Note: Preliminary figures
Ahorro de fucionamiento con el compresor Rotatune
Escrito por f.Sanz83
Ejemplo de retorno de la inversión
Retorno de la inversión con un compresor Rotatune
Escrito por f.Sanz84
Equipo más pequeñosDiseño mas sencillo y seguro
ConvencionalRotatune
SAB 128/163 HR
MotorTamaño280/315S
tart
er
Transmisión
Compresor
Co
ntr
ol
ca
pa
cid
ad
MotorTamaño
225
Inv
ert
er
Compresor
Escrito por f.Sanz85
Conventional
Rotatune
Arranque suave con bajo coste
Escrito por f.Sanz86
Rotatune
Conventional
Load
Reducción de la potencia reactiva
Escrito por f.Sanz87
Rotatune
Conventional
Vecinos sin problemasMenor nivel sonoro
Escrito por f.Sanz88
0
20
40
60
80
100
Limitaciones en la variación de velocidad en compresores
• Pocas partes en movimiento• Compresión constante y
estable• Compresores con par motor
constante• Partes en movimiento
equilibradas• Bajas y limitadas caídas de
presión• Sistema de lubricación
adecuado • Refrigeración del motor
eléctrico controlada (+3-7%)• El motor debe permitir la
variación de frecuencia
Frecuencia máxima y Frecuencia mínima
Frecuencia máxima y Frecuencia mínima
Escrito por f.Sanz89
0
20
40
60
80
100
Consideraciones en la variación de velocidad en compresores
• Velocidad de rotación máxima y mínima (rpm)
• Vibraciones, Ruido• Arrastre de aceite en
tuberías• Lubricación de partes
móviles• Refrigeración motor
eléctrico (+3-7%)
Frecuencia máxima y Frecuencia mínima
Frecuencia máxima y Frecuencia mínima
Escrito por f.Sanz90
Limites de frecuencia para compresores:
17-100Rotatune York
HerméticoAbiertoSemihermético
Maneurop
35 – 65Frigopol
25 – 60Dorin
25 -75 / 30 –60 / 25 -60
Bock
25 – 60 / 20 - 87
30 – 60 / 25 -75
Bitzer
ScrollTornilloPistonTornilloPiston
45 - 60
Escrito por f.Sanz91
Donde se puede utilizar
• Compresores• Ventiladores
condensación• Bomba agua
condensación• Ventiladores
evaporador• Bomba de fluido frío• Bomba recirculación
refrigerante
No 084B6026230 / 240 V a.c. 50Hz 9.5VAMade in Denmark
AKC 15
Escrito por f.Sanz92
1 7
5
2 63
4
8
M=
Como es un convertidor de frecuencia
Escrito por f.Sanz93
Criterios de selección para un convertidor de frecuencia
• Par motor suministrado por el variador al motor con la relación tensión / frecuencia = cte
• El motor no debe trabajar en zona de potencia cte con par motor decreciente al aumentar la frecuencia (C=P/2F).
• Calcular siempre para las peores condiciones• Seguir las recomendaciones y tablas de los
fabricantes de compresores
Par motor cte
Potencia cte
Par
mot
or
Cn
Revoluciones compresor
V/F cte
V/F < valor nominal
50 Hz
Escrito por f.Sanz94
•¿Se adapta automáticamente el convertidor de
frecuencia la tensión de salida al par
demandado (carga actual)?•¿Compensa automáticamente el convertidor de
frecuencia la dependencia con el deslizamiento
eléctrico del motor?•¿Puede gobernar la intensidad de arranque,
arranque suave?•¿Genera el motor del compresor calor extra
debido a la forma de la onda cuadrada (wave
shape) en la intensidad del motor?
Criterios de selección para un convertidor de frecuencia
Escrito por f.Sanz95
•Tensión de alimentación
•Nivel de protección o clasificación del
equipo (clasificación IP)?
•Precauciones que se deben tomar
contra ruidos electromagnéticos.
Filtros EMC
•¿Tiene filtros para reducir las
distorsiones de los armónicos en la
tensión?
•¿Tiene filtro RFI incorporado?
Criterios de selección para un convertidor de frecuencia
Escrito por f.Sanz96
¿Tiene indicación de fallo?. ¿Se puede personalizar la indicación de fallo?¿Cuáles son las funciones de monitorización disponibles?¿Tiene características especiales para aplicaciones especificas como pueden ser precalentamiento del motor, protección rotor bloqueado, protección contra rotación inversa, monitorización del nivel de aceite, controlador con PID del proceso incorporado, contadores horarios, soporte para comunicación con distintos protocolos?
Criterios de selección para un convertidor de frecuencia
Escrito por f.Sanz97
•Potencia•Tensión•Frecuencia (nominal, especiales y límites)•Intensidad (nominal y límites)•Velocidad nominal•Resistencia del estator•Reactancia del estator•Alto par de arranque•Parada rápida
•Tiempos•Aceleración•Deceleración parada•Deceleración especial (jogging)•Funcionamiento con la intensidad máxima
•Relés retardados para acciones especiales•Rearmes configurables automático /manual
Parámetros importantes para un convertidor de frecuencia en
compresores
Escrito por f.Sanz98
Problemas nuevos con variadores
• Problemas de ruidos electromagnéticos EMC (filtros)
• Ruidos de alta frecuencia de los interruptores de potencia
• Mas perdidas en motores por curva no-sinusoidal (obsoleto en nuevas versiones)
• Pérdidas en el suministro de potencia• Lubricación y retorno a baja velocidad• Mayor circulación de aceite a alta velocidad
en el sistema• Mayor complejidad en el sistema
Escrito por f.Sanz99
Sistema de control de capacidad complementarioSistema de control de capacidad complementarioSeparador de aceite Separador de aceite Sistema de bombeo de aceiteSistema de bombeo de aceiteEnsamblajes mecánicos y eléctricosEnsamblajes mecánicos y eléctricosSistema enfriamiento y control de temperatura de Sistema enfriamiento y control de temperatura de
aceite aceite EconomizadoresEconomizadoresFiltros EMCFiltros EMCAmortiguadores de vibraciones Amortiguadores de vibraciones (resoluble con saltos (resoluble con saltos
de frecuencias resonantes)de frecuencias resonantes) (by-pass de frecuencia)(by-pass de frecuencia)
Válvulas de retención en descargaVálvulas de retención en descarga
Equipos y diseños especiales en aplicaciones con variación de
velocidad
Escrito por f.Sanz100
Ahorro económico
•No tirar•No gastar
y•Guardar
Vigilancia de la plantaEvitando el consumo en horas punta
Por acumulación de frío (hielo)
Escrito por f.Sanz101
10-40 % de ahorro
Resumen
Diseñar bien las instalaciones
Adecuarse a la demanda
Utilizar toda la superficie de transmisión
Utilizar compresores a la máxima eficiencia
Recordar no tirar nadaVigilar la planta
Evitar el consumo en horas puntaAcumular frío (hielo)