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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)


• Los alimentos son perecibles en el tiempodebido principalmente al ataque de diferentesp p qmicro‐organismos.

• Bacterias• Mohos• Levaduras


• 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.

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


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.


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


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 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


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


Sistema Compound: Necesidad de única Unidad de Compresión

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.

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