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“Nuevas Tecnologías para el ahorro de g penergía en Aplicaciones de baja
T t ”Temperatura”(Por debajo de ‐30 ºC)
Ronald R. Torrejón Noriegaj gSetiembre 2008
Temas a tratarTemas a tratar• Necesidad de frio en la industria de alimentos.
• Cadena de frio para la conservación de alimentos.
• Componentes básicos de un Sistema de Refrigeración• Componentes básicos de un Sistema de Refrigeración.
• Consideraciones generales para el ahorro de energía.
l d f ó ó• Ciclos de Refrigeración por Compresión:
– Sistemas de Compresión Simple
– Sistemas de Compresión Doble Etapa– Economizer
• Evaluación Técnica entre Sistema.– Booster / Compound
Evaluación Técnica entre Sistema.
Necesidad de frio en la Industria de Alimentos
Carnes(Temp 18ºC)
ProductosProcesados (Temp. ‐18ºC)(Temp. Ambiente)
Agua
Frutas(Temp +5 ºC)
Vegetales(Temp. + 5ºC)(Temp. +5 C)
Necesidad de frio en la Industria de Alimentos
• Los alimentos son perecibles en el tiempodebido principalmente al ataque de diferentesp p qmicro‐organismos.
• Bacterias• Mohos• Levaduras
Necesidad de frio en la Industria de Alimentos
• Congelación
– Permite conservar los alimentos impidiendo lamultiplicación de los micro‐organismos.
– El proceso no destruye a todos los tipos debacterias, aquellos que sobreviven se reaniman en lacomida al descongelarsecomida al descongelarse.
– El proceso debe ser muy rápido a temperaturas por debajode 30ºC para evitar la formación de macro cristales dede ‐30ºC para evitar la formación de macro‐cristales dehielo que rompieran la estructura y apariencia delalimento.alimento.
Necesidad de frio en la Industria de Alimentos
Cadena de Frio para la Conservación de Alimentos
Cardumen (+18ºC) Sist. RSW (-0.5ºC) Salas (+10ºC)
Túnel (-35ºC)Almacén (-25ºC)Transporte (-18ºC)
Distribución (-18ºC) Domestico (-18ºC)
Ciclos de Refrigeración porCiclos de Refrigeración por Compresión (1 Etapa)
Componentes de un Sistema de RefrigeraciónRefrigeración
Refrigerantes:
- R22- R404A- R717 (Nh3) Condensación
E ióEvaporación
Compresión
Expansión
p
Coeficiente de Performance (COP)
COP = QEvappWComp
COP
Efecto útil del refrigerante
COP =Energía neta suministrada
COP = CAPACIDAD
CONSUMOQevap Wcomp
CONSUMO
Coeficiente de Performance (COP)
COP = CAPACIDAD
CONSUMO
COP alto = Mayor capacidad de Frio con menor consumo de energía
COP = CAPACIDAD
CONSUMO
con menor consumo de energía.
COP = CAPACIDAD
CONSUMO
COP bajo = Menor capacidad de Frio con mayor consumo de energía.y g
Consideraciones Generales para el Ahorro de energía
Consideraciones Generales para el Ahorro de energía
COP f(T d)7
COP = f(Tcond)
22%
5
6
P
22%
25%
3
4
COP
Tcond=35ºC
Tcond=40ºC
Tcond=45ºC
28%
33%
1
2Tcond=45ºC
39%10 0 ‐10 ‐20 ‐30
Temp. Evaporación (ºC)
T d 45ºC C C d d f i d AiTcond= 45ºC, Caso Condensador enfriador por Aire.Tcond= 40ºC, Caso Condensador enfriado por Agua.Tcond= 35ºC, Caso Condensador Evaporativo.
Consideraciones Generales para el Ahorro de energía
Objetivo: Analizar el efecto de la Temperatura de Evaporación en el ciclo de 1 etapa.
Consideraciones Generales para el
COP=f(Dif Temp )
Ahorro de energía
2 2
2.4
COP=f(Dif. Temp.)
20%
1.8
2
2.2
OP
23%
1.4
1.6CO Diferencial 2ºC
Diferencial 5ºC
Diferencial 7ºC
1
1.2
‐25 ‐30 ‐35
27%
25 30 35
Temp. Evaporación (ºC)
Dif i l 2ºC C R i l ióDiferencial 2ºC, Caso Recirculación.Diferencial 5ºC, Caso Inundado.Diferencial 7ºC, Caso Expansión.
Ciclos de Refrigeración porCiclos de Refrigeración por Compresión (2 Etapa)
Sistemas de Doble Etapa
Sistemas de Doble EtapaSistema Economizador
Sistemas de Doble EtapaSistema Economizador
Efi i i Si E i
2.40
Eficiencia en Sistemas Economizer9.1%
2.00
2.20
11.4%
1.60
1.80
COP
Simple Etapa
Doble Etapa con
13.8%
1 00
1.20
1.40 Doble Etapa con Economizador
1.00
‐25 ‐30 ‐35 ‐40
Tempt. Evaporación (ºC)
17.5%
Sistemas de Doble EtapaSistema Economizador
Sistemas de Doble EtapaSistema Economizador
Sistemas de Doble EtapaSistema Economizador
Sistemas de Doble EtapaSistema Booster
Sistemas de Doble EtapaSistema Compound
Sistemas de Doble EtapaSistema Booster / Compound
2 83
COP (Booster Vrs. Compound)
2 22.42.62.8
1.61.82
2.2
COP
11.21.41.6
‐20 ‐30 ‐40 ‐45 ‐50
Booster 2.9 2.23 1.58 1.28 1.01
Compound 2.88 2.22 1.58 1.28 1.01
Sistemas de Doble EtapaSistema Booster / Compound
Sistemas de Doble EtapaSistema Booster / Compound
U id d dSistema Booster: Necesidad de Unidad de Compresión
Lado Alta
Sistema Booster: Necesidad de dos Unidades de Compresión
Unidad de Compresión Lado BajaLado Baja
Sistemas de Doble EtapaSistema Booster / Compound
Sistemas de Doble EtapaSistema Booster / Compound
Sistema Compound: Necesidad de única Unidad de Compresión
Sistemas de Doble EtapaSistema Booster / Compound
Sistema Compound: Necesidad de única Unidad de Compresión
Sistemas de Doble EtapaSistema Booster / Compound
Evaluación Técnica entre SistemasEvaluación Técnica entre SistemasTomando de Base Producción de Qevap.= 100 KW
Tevap. = ‐40ºC / Tcond.= +35ºC
Tornillo Reciprocante
Simple Economizer Booster Compound Compound
Capacidad (Kw) 100 100 100.7 100 100.4
Potencia (Kw) 94 82 1 61 4 61 2 65 6Potencia (Kw) 94 82.1 61.4 61.2 65.6
COP 1.07 1.23 1.64 1.64 1.53
Comparación COPs* 0.00% 14.95% 53.27% 53.27% 42.99%
Tornillo: Simple: N160VLD‐M, 3290 RPMEconomizer: N160VMD‐ME, 2793 RPMSeparado: N160VMD MB N125S** L 3130 RPMSeparado: N160VMD‐MB, N125S**‐L, 3130 RPMCompound: N1612MSC‐MBL‐*1, 3115 RPM
Reciprocante: Compound: 2 x N42WB 920 RPM*Tomando de base compresor tornillo SimpleReciprocante: Compound: 2 x N42WB, 920 RPM Simple
Muchas Gracias…Mycom Peru S.A.C.
mycomperu@mycomperu.com