Cada vez mas el ahorro energético en todo tipo de instalaciones es una obligación para todos por diferentes motivos:
Ecológicos ( para la producción de energía se emplean minerales que emiten gran cantidad de CO2), para la extracción de estos minerales es necesario producir un deterioro natural, otros alternativas como la nuclear no es muy popular, y las energías alternativas "hoy por hoy" no suplen las necesidades de nuestro nivel de vida.
Esta penalizado ( si nos pasamos en el consumo de energía la compañía eléctrica nos penaliza)
POR DINERO , ¿PORQUE TENEMOS QUE PAGAR MAS POR LO MISMO?
En la instalaciones frigoríficas los consumos son elevados, pero hoy en día tenemos formas o mecanismos para reducirlos sustancialmente, tanto si son instalaciones por hacer ó si son instalaciones ya en funcionamiento, las cuales veremos dos métodos sencillos de adecuar a nuestra instalación y cuya amortización es casi inmediata.
SISTEMA DE CONDENSACIÓN FLOTANTE
Una de las fases del un ciclo frigorífico es la condensación, la condensación básicamente consiste en, transformar el refrigerante que sale del compresor en forma gaseosa a muy alta presión y temperatura, en refrigerante liquido a una presión adecuada para el buen funcionamiento de la instalacion.Para ello enfriamos el refrigerante haciéndolo pasar por una batería de tubos por la cual circula aire forzado con ventiladores ( condensador).
El aire que hacemos circular por la batería por medio de los ventiladores, es aire de la calle el cual esta a temperatura que este unas veces en verano, estaremos a 35ºC y otras en invierno a 5ºC ó en Pamplona en verano estaremos a 25ºC y en Córdoba a 35ºC por lo cual es una variable que no podemos predecir, pero si que nos podemos hacer una pregunta ¿ sera lo mismo enfriar el refrigerante con aire a 5ºC que con aire a 35ºC? "NO" el consumo de los ventiladores sera el mismo? "SI"¿ Puedo beneficiarme de este cambio de temperatura en mi instalación? "SI" ¿ Como? por medio de la condensación flotante.
Una propiedad de todos los refrigerantes es que, cuanto mas baja sea la temperatura a la cual cambia de fase de GAS a LIQUIDO mayor rendimiento nos dará el sistema.
Por regla general todos los sistemas de refrigeración están diseñados para condensar con una temperatura exterior de 35ºC y una temperatura de condensación de 45ºC. un DT 10.
CALCULO DE AHORRO EN LA INSTALACIÓN
Supongamos una instalación que tine un compresor de la marca "BITZER" modelo 4H -25.2Y -40P.
Premisas de funcionamiento
COMPRESOR " BITZER" modelo " 4H-25.2Y-40P Temperatura exterior +35ºC ( Condensación +45ºC) Temperatura exterior +20ºC ( Condensación +30ºC)
Tª Evaporación -10ºC -10ºC
Sub-enfriamiento 0ºC 0ºC
Recalentamiento útil +10ºC +10ºC
Potencia útil evaporador 34,3 Kw 46 Kw
Potencia absorbida 17,74 Kw 14,91 Kw
C.O.P 1,94 3,09
Potencia a condensador 52 Kw 61 Kw
Si observamos los resultados vemos que el aumento de potencia entregada por el compresor es +- 30%, el dato que nos interesa el C.O.P, este es un parámetro muy importante el cual refleja la eficiencia ó rendimiento del sistema ya que es la relación entre la potencia que nos entrega el compresor y la potencia que absorbe, el cual podemos trasladar a nuestro sistema ,ya que nosotros no necesitamos ese aumento aumento de potencia pero si el ahorro que nos supone que es sobre el 30%.
AHORRO DEL 30%
AHORRO ENERGÉTICO UTILIZANDO VARIADORES DE VELOCIDAD POR FRECUENCIA
En una instalación frigorica podemos ver los compresores y l ventiladores del condensador, y vemobsevamos que unas veces de tres compresores de la instalación dos están parados y el otro va a tope o de cuatro ventiladores del condensador dos están parados y los otros a van a toda velocidad, que pasaría si en vez de estar parados irían a menos velocidad,( lo podemos comparar con una carrera de 6000 m la podemos hacer en una hora de dos formas diferentes, una seria esprintando y parando a descansar y otra andando sin parar), al final el trabajo realizado es el mismo en ambos casos, pero el cansancio o el consumo de energía es el mismo? "PUES NO".
En el caso que nos ocupa se puede incorporar un variador de frecuencia a los ventiladores del condensador ,y hacerles trabajar a todos ala vez , y en lugar de parar ventiladores cuando la instalación lo requiera lo que haremos es bajar su velocidad. Para el caso de compresores, ventiladores centrífugos,unidades condenadoras, equipos compactos hay que tener en cuenta otros factores.
En el caso de ventiladores axiales se sigue la ley de proporcionalidad reflejada en las formulas siguientes:
Q1/Q2 = n1/n2 Q1 : Caudal de aire nominal ; Q2 : Caudal de aire con variador ; n1: Velocidad nominal
P1/P2 = (n1/n2)3 (elevado al cubo); P1: Potencia nominal ; Potencia: con variador ; n2: Velocidad con variador
Ejemplo:
Siguiendo con el ejemplo del compresor anterior 4H -25.2Y -40P el condensador lo podríamos calcular de dos maneras:
Selección estándar ( la que se utiliza normalmente) considerando un condensación a +45ºC
Selección para condensación flotante considerando una condensación a +30ºC
Modelo de condensador "KOBOL"
CHN-214L
CHN 216 L
Potencia necesaria (Kw) condensando a +45ºC
52 52
Potencia necesaria (Kw) condensando +30ºC 61 61
Potencia entregada con DT 10 ( el factor de corrección seria P1 x 10/15) (Kw) 52 64
Nº de ventiladores 2 2
Caudal (m3/h) 16800 23300
r.p.m 870 1330
Superficie de batería (m2) 187 187
Consumo eléctrico nominal dos ventiladores sin regulación
1440 2800
Consumo eléctrico funcionando un solo ventilador sin variador 720 1400
Consumo eléctrico funcionando los ventiladores a mitad de velocidad
180 350
Consumo de ambos condensadores para dar la misma potencia 52 KW 1440 537
PRECIO TARIFA CATALOGO
3730 3730
Observaciones
En primer lugar, vemos que el condensador elegido para condensación a +45ºC no nos cumple los requisito para una condensación flotante necesitamos 61 Kw y no entrega 52 KW
En segundo lugar, vemos que el condensador elegido para condensación a +30ºC debe de regularse para conseguir la misma potencia que el anterior pero el consumo ya no es el mismo pasamos de consumir 1440 W a consumir 537 W que es un 37% inferior.siendo el precio de ambos el mismo. UNA BUENA ELECCIÓN NOS APORTA UN:
AHORRO INMEDIATO DEL 37%
En tercer lugar, si en vez de funcionar un solo ventilador hacemos funcionar los dos ventiladores a mitad de vueltas el consumo baja de 720 W a 180 W, con lo tenemos:
AHORRO DEL 250%
En fin podríamos realizar todas las interpolaciones que quisieramos pero es evidente que los ahorros energéticos son importantes y dignos a tener en cuenta.
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CONCLUSIONES
ESTOS DOS MÉTODOS DE AHORRO ENERGÉTICO SE PUEDEN INCORPORAR A TODAS LAS INSTALACIONES, NO OBSTANTE EL AHORRO NO SERA EN TODAS IGUAL DEPENDIENDO DE LOS ELEMENTOS QUE EXISTAN EN ELLAS Y LOS CUALES QUERAMOS CONSERVAR, CON EL FIN DE QUE LA INVERSIÓN A CORTO PLAZO SEA LA QUE MAS NOS CONVENGA.
LAS MODIFICACIONES QUE HAY QUE REALIZAR PARA AMBOS CASOS SON SENCILLAS Y NO COSTOSAS PERO RECOMENDAMOS SE ASEGUREN DE LO QUE PUEDEN HACER Y LO QUE NO, EN CASO DE UNIDADES CONDENSADORAS, EQUIPOS COMPACTOS, COMPRESORES CONSULTEN.
esto es de calculodefrigorias,
