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 Ariza Danfoss S.A.

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1 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 Ariza Danfoss S.A.

2 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 19 Jul 2010 / 2 COMPORTAMIENTO TIPICO EN CONGELACIÓN Temperatura Tiempo Producto Temperatura de Evaporación Diferencial de Temp. en el arranque Diferencial de Temp. en condiciones de diseño Diferencial de Evaporador

3 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 19 Jul 2010 / 3 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

4 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 19 Jul 2010 / 4 COMPORTAMIENTO DESEADO EN CONGELACIÓN Temperatura Tiempo Producto Temperatura de Evaporación Disminución del Diferencial de Temp. en el arranque Diferencial de Temp. en condiciones de diseño Diferencial de Evaporador

5 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 19 Jul 2010 / 5 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.

6 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 19 Jul 2010 / 6 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.

7 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 19 Jul 2010 / 7 1. Selección adecuada del compresor HG: Media-Alta HA: Baja

8 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 19 Jul 2010 / 8 R404A-507 NTZ: Media-Baja Temp. HA: Baja Temp. R22 - R404A Baja - Media Temperatura

9 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 19 Jul 2010 / 9 HG Media Temperatura R22 R 404A

10 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 19 Jul 2010 / 10 COMPRESOR BOCK R404A/507 0/40°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.

11 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 19 Jul 2010 / 11 COMPRESOR BOCK 0/40°C-10/40°C-20/40°C-30/40°C Q [BTU/h] COP R404A/507 189.000 3,0 129.000 2,41 83.345 1,9 51.000 1,48 Q[BTU/h] COP R22 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%

12 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 19 Jul 2010 / 12

13 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 19 Jul 2010 / 13 Refrigerants affect the atmosphere – one way or other R404A Montreal protocol Kyoto protocol F-Gas R22R134a R410A R407C

14 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 19 Jul 2010 / 14 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.

15 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 19 Jul 2010 / 15 4. Selección adecuada del evaporador

16 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 19 Jul 2010 / 16 Selecionamos un evaporador alto perfil EVIB

17 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 19 Jul 2010 / 17 Bock [BTU/h] HG4/650-4s Tcond=+40°C 190.000 128.00061.000 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

18 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 19 Jul 2010 / 18 1.OPCIONES DE MANEJO EVAPORADOR VS COMPRESOR

19 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 19 Jul 2010 / 19 Bock [BTU/h] HG4/650-4s Tcond=+40°C 190.000 128.00061.000 156.000 Seleccionar dos evaporadores (o pares) los cuales operan todos en el arranque (alta y media temperatura), a -15°C sacar la mitad de los evaporadores de operación. 103.00080.000

20 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 19 Jul 2010 / 20 Bock [BTU/h] HG4/650-4s Tcond=+40°C 190.000 128.00061.000 156.000 Seleccionar un evaporador a condición de alta evaporación, con un VLT bajar la capacidad de los ventiladores del evaporador a medida que baja la temperatura.

21 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 19 Jul 2010 / 21 Bock [BTU/h] HG4/650-4s Tcond=+40°C 89.000 78.00061.000 84.0000 Mantener el evaporador seleccionado para baja temperatura, usar el mismo compresor pero bajamos la velocidad del compresor en media-alta para mantener los BTU/h del evaporador.

22 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 19 Jul 2010 / 22 5. SELECCIÓN ADECUADA DE LA VALVULA DE EXPANSIÓN Válvula de expansión termostáticas manejas solo +-20% de variación de carga térmica

23 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 19 Jul 2010 / 23 [BTU/h] HG4/650-4s Tcond=+40°C 190.000 128.00061.000 156.000 Comportamiento del a válvula de expansión Vs Compresor HG4/650-4s y Evaporador 103.00080.000 TEX5-4,5 65.000 91.500106.000 Conclusión: la válvula de expansión termostática se hace pequeña en medias y altas temperaturas de succión. Debe usarse válvula de expansión electrónica.

24 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 19 Jul 2010 / 24 VALVULA DE EXPANSIÓN ELECTRONICA EKC 315A AKV/A

25 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 19 Jul 2010 / 25 6. SELECIÓN DEL CONDENSADOR

26 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 19 Jul 2010 / 26 COMPRESOR BOCK 0/40°C-10/40°C-20/40°C-30/40°C Calor de Rechazo Q [KW] 695034- Q[BTU/h] COP R22 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.

27 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 19 Jul 2010 / 27 Al bajar la carga variar velocidad con un VLT manteniendo la presión de condensación contante

28 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 19 Jul 2010 / 28 7. INSTALACIÓN PUERTAPUERTA Producto frío con más permanencia en el cuarto Producto caliente con menos permanencia en el cuarto

29 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 19 Jul 2010 / 29 INSTALACIÓN L LO MENOR POSIBLE PUERTAPUERTA FLUJO DEL PRODUCTO EN EL CUARTO +CALIENTE +FRIO

30 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 19 Jul 2010 / 30 Certificación de técnicos Sena

31 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 19 Jul 2010 / 31 Certificación de técnicos Sena

32 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 19 Jul 2010 / 32