106 ahorro energía

Presentación

1 Escrito por f.Sanz

Índice

1 Introducción 5
Análisis teóricos y ahorro energético
2
Sectores susceptibles de ser afectados en el ahorro de energía
6
Gestión y control de la instalación
3
Personas físicas o jurídicas involucradas en el ahorro
7 Variación de velocidad
4
8 Ahorro económico
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.


Índice

5 Análisis teóricos y ahorro energético 6 Gestión y control de la
Funcionamiento eficiente instalación
Agrupación por temperatura Adecuación a la demanda
Subenfriamiento de líquido Utilización de la máxima superficie de transmisión de ca
Disminuir Pc Utilización de compresores a su máxima eficiencia
Aumentar Po
Comprimir el vapor en varias etapas
Reducir pérdidas por transporte
Reducir ∆P en aspiración
Utilización del calor del condensador
Respeto de las condiciones de diseño


¿De que vamos a hablar?

Recipiente Condensador

Ahorro

Presión
Compresor

energético Evaporador
Entalpia

CO2
KIOTO

Acciones positivas Ahorro
económico
$$$

Transporte de calor

Sumidero caliente
Ambiente
.
Transportar calor Q
de bajas a altas
temperaturas RM
consume energía
P
.
Q
Fuente fría


Sectores afectados en el ahorro de
energía en refrigeración

• Aire acondicionado • Alimentación
• Industrial • Centros de
• Transporte producción
• Centros de
• Doméstico
almacenamiento
• Transporte
• Almacenes de
distribución
• Centros comerciales
• Tiendas comerciales
• Hostelería
• Servicio doméstico


¿ Por qué ahorrar ?

Economía

Ahorro
energético
CO2
Ahorro
Medio ambiente
económico
KIOTO €€€

Quien interviene

•Usuarios
•Fabricantes
•Propietarios
•Ingenierías
•Instaladores y montadores
•Empresas y personal de
mantenimiento
•Administración

Usuarios
• Pequeños • Grandes
• Utilizan el producto de • Utilizan el producto de
los fabricantes. los fabricantes.
• Compran pero no • Pueden definir o
definen el producto condicionar el producto
• Organizaciones civiles • Organizaciones civiles
inducen tendencias a inducen tendencias en
los productos. los grandes usuarios


Fabricantes
• Producción de grandes
series
• Neveras
• Definen el producto
• Aire acondicionado Compromiso entre
calidad y precio
• Enfriadoras de agua
• Muebles hostelería

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


Propietarios

Realiza la inversión
Realiza la inversión

Recibe los beneficios
Recibe los beneficios


Ingenierías
•Aporte exterior de calor a la planta
Diseño de la instalación

Materiales y aislantes empleados
Color de las paredes (claros)
Situación de centrales, cámaras y túneles
Orientación norte de cámaras
Cerramientos y falsos techos
•Pérdidas por transporte frigorífico
Agua caliente
Desescarche por gas caliente
Calefacción del suelo
•Utilización del calor residual
Situación de la sala de máquinas
Agrupaciones de cámaras y servicios
Agrupaciones por temperatura 12 Escrito por f.Sanz

Diseño de la instalación Ingenierías

•Selección y diseño de la instalación

Sistema de refrigeración
Compresores utilizados
Sistema de condensación
Control y gestión de la
planta


Realizan la instalación Instaladores

Buenos profesionales
Especialistas en montaje

Mantienen la instalación Mantenedores

Eliminar puntos críticos
(duplicar o tener repuestos)
Llevar libro de mantenimiento
y reparaciones al día.

Optimización
Electrónica
Telemática
AHORRO

Libro de mantenimiento
Limpieza de filtros
Cambio de aceite
Control de incondensables
Purgas de aire
Limpieza de condensadores
Control de desescarche
Telegestión
Vigilancia
Controles electrónicos

Implantación de nuevos sistemas

Administración pública
Definir normas

Realizar control

Premiar y castigar


Importante
Análisis teóricos
para el ahorro Agrupaciones de servicios
energético Subenfriamiento de Líquido
•No aportar calor
Economizadores
•Refrigerantes y Disminuir la Pc.
compresores
Aumentar la Po
•Diagrama de Comprimir en etapas


Molliere
Reducir perdidas de transporte
Reducir ∆p aspiración

 Utilizar calor condensador
Respetar diseños
Funcionamiento eficiente

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


Refrigerantes y compresores

ODP

GWP Po

TEWI Pc COP

Td
Inflamable

Tóxico


Diagrama de Molliere
Presión

Entalpia

Trabajo del
Frío producido compresor

COP
= Frío producido / Consumo compresor

Sistema de expansión directa

Recipiente
Condensador
Presión

Compresor

Entalpia

Evaporador


Sistema inundado
Presión

Entalpia
Línea de
Línea de
aspiración
descarga
solo vapor
Línea aspiración
Vapor + Líquido
Agua
Separador Compresor
Condensador
de líquido

Recipiente
Evaporador
Válvula
de expansión


Refrigerantes y COP

COP – Ciclo refrigeración Tcond=45°C, Tsup=32°C)

Compresores y Aplicaciones

Compresor Alternativo Rotativo Scroll Tornillo

Cambio Velocidad - + ++ ++
condiciones
Relación de ++ - - -
de trabajo
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


Agrupación de servicios por
temperatura

Agrupaciones de cámaras y servicios
Aire acondicionado
Salas de manipulación de alimentos
Conservación producto fresco
Conservación de congelados
Túneles de congelación


Aumento del subenfriamiento

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
Presión

Entalpia

↑↑frío Frío producido


Disminuir Pc
Presión Pc flotante
Condensación Qo (kW) P(kW) COP
20 ºC, 14,3 7,4 1,93
Por 1ªC de presión de
condensación se puede 30 ºC 13,8 8,4 1,65
reducir un 2-3% del
consumo de energía 40 ºC 13,1 9,4 1,39
50 ºC 12,4 10,5 1,8

Según compresor Bitzer semihermetico alternativo con
Presión

R404A (Po= -35ºC; SH=20K) S4G - 12.2Y

Menos desgastes
Entalpia Menos mantenimiento (mas vida)
Menos consumo de energía
(de 40 a 20ªC se puede conseguir hasta casi
Frío Producido Trabajo del un 25%)
compresor


Presión de condensación flotante

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

Po Pc Pc Ref°C

S out + Dim tm K
M
M
M
S out + 3K
S7
S out Comp. Cap.%
tm = Pc - S7 0% 50% 100%


Aumentar Pe
Pe flotante
Evaporación Qo (W) P(kW) COP
Por 1ªC de presión de
-30 ºC 4010 3,93 1,02
evaporación se puede
reducir hasta un 4% del -35ºC 2920 3,40 0,86
consumo de energía -40ºC 2050 2,88 0,71

Según compresor Maneurop hermético alternativo con
R404A (Pc= 40C; SH=10K) LTZ 50
Presión

Menos desgastes
Menos mantenimiento (mas vida)
Entalpia
Menos consumo de energía
(De –40 a –35ºC se ahorra hasta mas
de un 20%)
Frío producido
Trabajo del
compresor


Presión de aspiración flotante
Principio de regulación adaptativo
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 crítico
Temperatura ambiente (cámara, exterior)
La temperatura del servicio
más critico se mantiene en Por la noche debido a las
el valor de enganche -20°C. cortinas de servicos, se puede
aumentar la Po hasta 8-10ºC.

Ahorros de energía del 10-20%
Mejora de la eficiencia
Amplía la vida del equipo

Control adaptativo de la presión de
aspiración
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.
Tiempo

Nº de servicio
En cada momento se define el servico más crítico
En cada momento se define el servico más crítico
-Se visualiza una estadistica del número de horas que un
-Se visualiza una estadistica del número de horas que un
servico actua como servico crítico en la planta.
servico actua como servico crítico en la planta.
-Permite ver los puntos sin problemas, los cuales podrán
-Permite ver los puntos sin problemas, los cuales podrán
ser optimizados en plantas nuevas.
ser optimizados en plantas nuevas.

⇒Mantenimiento Pro-activo
⇒Mejora eficiencia de la planta

Como ajustar las presiones de
un circuito de refrigeración
P enganche (2,7 bar)

P corte (2 bar)
P enganche (2,7 bar) P referencia
Oscilaciones de presión en
control con presostatos
P corte (2 bar)

Diferencia de oscilaciones de
P referencia presión en control con
presostatos o sistemas PID
P real

Oscilaciones de presión
con regulación PID


Condensador
P enganche (2,7 bar)

P corte (2 bar) P referencia

Evaporador
P enganche (2,7 bar) P referencia

P corte (2 bar)


Ajustes en Banda de
presostatos regulación
-9ºC_(2.7 bar)________________
3 bar (-7ºC)
Z+ = 0.7 * 0.3
2,5 bar (-11ºC) _ __ _ _ _ __ _ _ __ _ _ _
1,5 bar (-20ºC)
Ref = 2.35 ZN = 0.3 bar
__ __ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _
0.5 bar (-32ºC)
Z- = 0.7 * 0.3
Evaporador -15ºC_(2 bar)________________
P enganche (3 bar) P referencia
Zona + = 0.7 * ZN
Zona neutra (ZN) = (2.7-2) / 2.4 =0.3
P corte (1.5 bar)
Zona - = 0.7 * ZN
Ref = Punto medio banda total


Control de la Presión
Regulación con No encorchetar a la electrónica
presostatos
P enganche
Gestión y control

3 1 2 3
2 3
1 2
1
P corte
Con R 404A,
de evaporar a -10C = 3.4 bar
En lugar de a -15C = 2.7 bar
Regulación PID

20 % P enganche

P real P referencia

de ahorro P corte

Diseñar teniendo en cuenta la electrónica

Comprimir en dos etapas
Presión

W3
Pd
Pc

W2
Pi
Po
W1
Pb
Entalpia

W1 > W2 + W3
Booster
Alta temperatura (Positiva)
Presión Pe ≈ -15ºC
Baja temperatura (Negativa)
Presión Pe ≈ -35ºC

____________________
Pintermedia = √ ( P baja * P descarga)
P absolutas


Aumento del Descenso de la presión
subenfriamiento de condensación
Presión

Presión
Entalpia
Entalpia

↑↑frío Frío producido
Frío Producido
Trabajo del
compresor

Aumento de la presión de Compresión del vapor
evaporación en dos etapas

Presión
Presión

Modificaciones en el W3
Pc

diagrama de Molliere Entalpia
Po
W2

W1
Entalpia

Frío producido
Trabajo del W1 > W2 + W3
compresor


Modificaciones en diagrama
Presión

Entalpia

• Aumento del • Aumento de la presión
subenfriamiento de evaporación
• Descenso de la presión • Compresión del vapor
de condensación en dos etapas


Reducir pérdidas por
transporte frigorífico
Diseño de la instalación

Los trazados largos de
tuberías, penalizan la
eficiencia de la planta


Reducir ∆P 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 grandes
La regulación es precisa

Las válvulas servo-accionadas con el gas
de descarga son una buena solución. La
regulación es difícil


Reducir ∆P en aspiración
Accionamiento neumático Accionamiento mecánico
Gas de aspiración Motor eléctrico
M

Accionamiento
neumático
Gas de descarga


Utilizar calor del condensador

Agua caliente
Línea de
Agua caliente descarga Agua fría
sanitaria
Agua
Compresor Condensador

Desescarche por
gas caliente


Respetar diseño

Evitar la aparición de burbujas de vapor
en líneas de líquido.
Evitar retornos de líquido al compresor.
Evitar recalentamientos altos.

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


Efectos de contaminantes

Presión de Temperatura de saturación con:
saturación NH3
100% 90% 80% 70%
bar
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

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


•Seguir necesidades
Gestión y control

de la planta
•Producir frío en poco
tiempo es mas caro

Diseño de la instalación considerando
condiciones extremas
Máxima, Normal y Mínima carga


Ejemplo de Perfil de carga típico en
instalaciones industriales
Tiempo de operación
en %
30

20

10

Capacidad %
30 40 50 60 70 80 90 100

Esto equivale a una capacidad continua del 73%



Compresores: Tuberías / Aceite
velocidades mínimas,
Gestión y control

tipo
sifones
tamaño
número Evaporadores:
gestión termostato día / noche
termostato modulante
desescarche inteligente
uso de converter
Condensadores adecuación a la planta
Pc flotante Pe flotante, Pe =f(Ta,HR)
Pc=f(Ta, carga)


Adecuación de Tuberías
Adecuados diseños para retorno
de aceite
0,5% de pendiente Doble tuberia de subida
V > 4 m/s

A la central
Max 4 m
8 to 12 m/s

Seleccionar
tuberías para
mínima carga y
Max 4 m para el 100% de
capacidad
Evaporador
El aceite retorna por dilución en el
refrigerante , por velocidad, o por
0,5% de pendiente una mezcla de los dos sistemas
V > 4 m/s


Adecuación de Compresores
Compresores:
tipo
Gestión y control

tamaño
número
gestión
•Etapas
•Varias velocidades
•Inverter



Adecuación de Compresores

Producir frío barato
Producir frío barato
Gestión y control

a presiones lo mas altas posibles
a presiones lo mas altas posibles

Para un buen acoplamiento
utilizar compresores de
distintos tamaños


Frigorías de calidad

Soy mucho
mejor que tú ..



+10ºC
-30ºC
... Pero yo soy
mas barata
Aumentar Po, siempre es interesante en compresores de pistón
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

Adecuación de evaporadores

Evaporadores:
Gestión y control

termostato día / noche
termostato modulante
desescarche inteligente
uso de variadores
Pe = f (Ta, HR)



Termostato día-noche

Temperatura
Clave
de acceso

Ahorra Energía

El incremento en la temperatura
nocturna permite:

Aumentar la presión de evaporación
Ahorrar energía

Adecuación de la temperatura
Para temperaturas muy precisas
Termostato modulante
Gestión y control

Uso de variadores
Válvulas electrónicas

Condiciones extremas, Máxima, Normal y Mínima carga 56 Escrito por f.Sanz

Adecuación de la temperatura
Termostato modulante
Utilizar variadores con AKV
Gestión y control
Temperatura

enganche

corte

Tiempo


Control de evaporadores
Control inyección de líquido
Corte
Gestión y control

AKC 15
Enganc
he
No 084B6026
230 / 240 V a.c. 50Hz 9.5VA
Made in Denmark

∆T1

Corte

Enganc
he
∆T2
∆T1
Línea de aspiración
solo vapor
Línea aspiración
Evaporador Vapor + Líquido

Separador Compresor
de líquido

Variador de
velocidad

Línea líquido


Adecuación del desescarche

Desescarches realizados
Gestión y control

1 salto
2 saltos
3 saltos

Desescarches planeados

S2 AKS 32R
S SU RE
N SM I TE R
T
AKS 33
0 G 2103
P e: - 1 - 34 bar
1 5
- 4 . - 49 3p si
g
/ M WP 5 80 psi g

10 - 30 V d. c.
4 - 20 mA

+ S UPP LY VO LTA GE
- COM ON
M

S des
Aire salida
Desescarche inteligente
Ai
re Elimina los desescarches que
en
tra no son necesarios
da

AKC 72A -- Control de cámaras
AKC 72A Control de cámaras
Desecarche inteligente
En base aadatos registrados de la planta, el desescarche inteligente del
En base datos registrados de la planta, el desescarche inteligente del
AKC realiza solo los desescarches que son necesarios en función de la
AKC realiza solo los desescarches que son necesarios en función de la
carga de la instalación.
carga de la instalación.
La experiencia acumulada durante los 8 últimos años muestran tal
La experiencia acumulada durante los 8 últimos años muestran tal
como se indica en el siguiente ejemplo un potencial de ahorro
como se indica en el siguiente ejemplo un potencial de ahorro
considerable.
considerable.
Ejemplos de 5 servicios de baja temperatura.
Ejemplos de 5 servicios de baja temperatura.

Las grandes variaciones de
Controlador Plan
Controlador Plan Evitados
Evitados Ahorro
Ahorro desescarches ahorrados, se
AKC 115D 1711 141 8,2 % explican por las diferencias de
AKC 115D 1711 141 8,2 %
carga térmica y por los distintos
AKC 115D 1736 114 6,6 %
AKC 115D 1736 114 6,6 % tipos de producto
AKC 115D
AKC 115D 1839
1839 13
13 0,7 %
0,7 %
AKC 115D 1738 312 18,0 %
AKC 115D 1738 312 18,0 % Reduce el N de desescarches
Mejora lael N de desescarches
AKC 115D 1291 557 43,0 %
Reduce
AKC 115D 1291 557 43,0 % calidad del producto
Mejora la calidad del producto
AKC 115D
AKC 115D 1302
1302 549
549 42,1 %
42,1 %
Ahorra energía
Ahorra energía


Usar toda la superficie
de transmisión de calor
El evaporador y el condensador se
Gestión y control

diseñan para:

Evaporador
=f(∆T, 100% carga)

Condensador
=f (∆T, Ta verano, 100% carga)


Q = U A ∆T
Evaporador
=f(∆T, 100% carga)

Si los compresores no están
al 100% de capacidad
Condensador
=f (∆T, Ta verano, 100% carga)
Presiones flotantes
Reducir ∆T
⇓ Pc, en vez de reducir el Área,
⇑ Pe, en vez de parar inyección,

Gestión y control

Utilizar inyección electrónica
y no expansión termostática

Principio del control adaptativo del
recalentamiento
S2 SS U RE
NS M ITT E R
AKS 33
0G 21 03

AKS 32R
18
Pe : - 1 - 34 b ar
-14 .5 - 49 3 ps ig
/ M WP 5 80 p si g

10 - 30 V d. c.
4 - 20 mA

+ S UP P LY V O L TAGE
- COMM O N
Recalentamiento K

16 AKV 10
14
12
10
8
6
4
2
0
Ref. recalentamiento
Recalentamiento real

El recalentamiento de referencia, se reduce hasta que la señal
El recalentamiento de referencia, se reduce hasta que la señal
del recalentamiento real llega aaser inestable, es decir gotas de
del recalentamiento real llega ser inestable, es decir gotas de
líquido están presentes en la salida (límite curva MSS), lo cual
líquido están presentes en la salida (límite curva MSS), lo cual
indica que el evaporador está lleno.
indica que el evaporador está lleno.
Esto se traducirá en una mayor presión de evaporación, yy/ /oo
Esto se traducirá en una mayor presión de evaporación,
en un menor número de horas de funcionamiento.
en un menor número de horas de funcionamiento.

Compresores al 100%
máxima eficiencia
Gestión y control

Kw consumidos
Pistones al 100%

Variación de velocidad

Kw producidos

Tornillos por encima del 60%


Centrales de compresores iguales
4 MTZ 160

Pe
100000

80000
-10/45
60000

40000

20000

0
1ª etapa 2ª etapa 3ª etapa 4ª etapa


Centrales de compresores
distintos 1-2-4-8

350000
300000 Pe
250000
200000
150000 -10/45 Cambios
100000 C1 = 8
C2 = 4
50000
C3 = 2
0 C4 = 1
1 3 5 7 9 11 13 15

Con 4 compresores distintos se generan 15 escalones de capacidad

distintos 10-20-30-40
MTZ 64 MTZ 125
MTZ 200 MTZ 250

100.000
90.000
80.000
70.000 -10/45
60.000
50.000 Cambios
MTZ 64
MTZ 125 40.000 C1 = 4
MTZ 200
MTZ 250 30.000 C2 = 3
100423 20.000 C3 = 2
10.000 C4 = 1
-
1 3 5 7 9

Con 4 compresores se generan 10 escalones de capacidad

distintos tornillos 40 - 60
40 %

60 %
100 Pe
80
S1
60

40
S2
S2 S2
20
S1 1/2 S1
Buen rendimiento
desde el 20 % de
capacidad

distintos tornillos 33-66
33 %
99
66 %
79.5 Pe
S1
66

S2
33
S2 S2
16.5
S
Buen rendimiento 1
1/2
S1
desde el 15% de
capacidad

Escalonamiento con variación
de velocidad
Escalonamiento de compresores y un
cuarto con variación de velocidad
100

80

60

40

20

0


Cuantificación de ahorros

Funciones Danfoss Otros Nivel de
Ahorro
Termostato electrónico X X 0%
Ajustes día – noche X X 10 – 35%
(temperatura, ventiladores y antivahos)
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


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


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


Donde se puede utilizar

• Compresores
• Ventiladores
condensación
• Ventiladores
AKC 15
No 084B6026 50Hz 9.5VA
230 / 240Denmark
Made in V a.c.

evaporador
• Bomba agua
condensación
• Bomba de fluido frío
• Bomba recirculación
refrigerante


Coste de operación en dos
compresores de tornillo
Potencia
Consumo Conventional
%

100

80
Rotatune
con inverter
60

40

20

Capacidad

20 40 60 80 100


Variación de carga con control de
frecuencia en compresores de
Potencia
Consumo tornillo
%

100

80 Rotatune
con inverter
60

40

20

Capacidad

20 40 60 80
100


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


Presiones más estables

Po mas estable

Pc mas estable
Mantener presiones mas
estables permite ajustar
presiones mas altas en
aspiración y mas bajas en
condensación.


Ahorro de fucionamiento con el
compresor Rotatune
Ejemplo 1: R717 -10/+35 °C 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
Ahorro 23.1 kwh ≈ 12%
Horas de operación 5000h/año: 115,500.00 kwh

Note: Preliminary figures 81 Escrito por f.Sanz

Ahorro de fucionamiento con el
compresor Rotatune
Ejemplo 2: R717 -40/+35 °C economizador
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
Ahorro 36.3 kwh ≈ 23%
Horas operación 5000h/año: 181,500.00 kwh

Note: Preliminary figures 82 Escrito por f.Sanz

Retorno de la inversión con un
compresor Rotatune

Ejemplo de retorno de la inversión


Equipo más pequeños
Diseño mas sencillo y seguro

capacidad
Control
Compresor

Compresor
Transmisión

Inverter
Motor
Motor
Starter

Tamaño
Tamaño 225
280/315

Rotatune
Convencional SAB 128/163 HR


Arranque suave con bajo coste

Conventional

Rotatune


Reducción de la potencia reactiva

Rotatune

Conventional
Load


Vecinos sin problemas
Menor nivel sonoro

Conventional

Rotatune


Limitaciones en la variación de
velocidad en compresores
• Pocas partes en movimiento
• Compresión constante y
estable
• Compresores con par motor
constante 100

• Partes en movimiento
equilibradas 80

• Bajas y limitadas caídas de
presión 60
• Sistema de lubricación
adecuado 40
• Refrigeración del motor
eléctrico controlada (+3-7%) 20
• El motor debe permitir la
variación de frecuencia 0

Frecuencia máxima y
Frecuencia mínima
Frecuencia mínima

Consideraciones en la variación
de velocidad en compresores
Frecuencia mínima
Frecuencia mínima

100
• Velocidad de rotación
máxima y mínima (rpm)
80
• Vibraciones, Ruido
• Arrastre de aceite en 60
tuberías
• Lubricación de partes 40
móviles
• Refrigeración motor 20
eléctrico (+3-7%)
0


Limites de frecuencia para
compresores:
Semihermético Abierto Hermético

Piston Tornillo Piston Tornillo Scroll
Rotatune 17-100
York
Bitzer 30 – 60 / 25 – 60 /
25 -75 20 - 87
Bock 25 -75 /
30 –60 /
25 -60

Dorin 25 – 60
Frigopol 35 – 65
Maneurop 45 - 60


Donde se puede utilizar

• Compresores
• Ventiladores
condensación
• Bomba agua
AKC 15
No 084B6026 50Hz 9.5VA
230 / 240Denmark
Made in V a.c.

condensación
• Ventiladores
evaporador
• Bomba de fluido frío
• Bomba recirculación
refrigerante


Como es un convertidor de
frecuencia
1 2 3 6 7

4
∼
∼ =
∼ ∇ 5 M

8


Criterios de selección para un
convertidor de frecuencia
Par motor

V/F cte
Cn
V/F < valor
Par motor cte nominal

Potencia cte

50 Hz Revoluciones compresor
• 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/2πF).
• Calcular siempre para las peores condiciones
• Seguir las recomendaciones y tablas de los
fabricantes de compresores

•¿Se adapta automáticamente el
convertidor de frecuencia la tensió n de
salida al par demandado (carga actual)?
•¿Compensa automáticamente el
convertidor de frecuencia la dependencia
con el deslizamiento elé ctrico 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? 94 Escrito por f.Sanz

•Tensió n de alimentació n
•Nivel de protecció n o clasificació n del
equipo (clasificació n IP)?
•Precauciones que se deben tomar
contra ruidos electromagné ticos.
Filtros EMC
•¿Tiene filtros para reducir las
distorsiones de los armó nicos en la

¿Tiene indicació n de fallo?. ¿Se puede
personalizar la indicació n de fallo?
¿Cuáles son las funciones de monitorizació n
disponibles?
¿Tiene características especiales para
aplicaciones especificas como pueden ser
precalentamiento del motor, protecció n rotor
bloqueado, protecció n contra rotació n
inversa, monitorizació n del nivel de aceite,
controlador con PID del proceso incorporado,
contadores horarios, soporte para
comunicació n con distintos protocolos?


Parámetros importantes para un
convertidor de frecuencia en
compresores
•Potencia •Tiempos
•Tensió n •Aceleració n
•Frecuencia (nominal, •Deceleració n
especiales y límites) parada
•Intensidad (nominal y •Deceleració n
límites) especial (jogging)
•Velocidad nominal •Funcionamiento
•Resistencia del
con la intensidad
estator máxima
•Reactancia del •Relé s retardados para
estator acciones especiales
•Alto par de arranque •Rearmes configurables
•Parada rá pida automá tico /manual 97
Escrito por f.Sanz

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


Equipos y diseños especiales en
aplicaciones con variación de
velocidad
Sistema de control de capacidad complementario
Separador de aceite
Sistema de bombeo de aceite
Ensamblajes mecánicos y eléctricos
Sistema enfriamiento y control de temperatura de
aceite
Economizadores
Filtros EMC
Amortiguadores de vibraciones (resoluble con saltos
de frecuencias resonantes) (by-pass de frecuencia)
Válvulas de retención en descarga

Ahorro económico


•No tirar
•No gastar
y
•Guardar 
Vigilancia de la planta
Evitando el consumo en horas punta
Por acumulación de frío (hielo)

Resumen
Diseñar bien las instalaciones 10-40 %


Adecuarse a la demanda de ahorro
Utilizar toda la superficie de
transmisión

Utilizar compresores a la
máxima eficiencia

Recordar no tirar nada
Vigilar la planta
Evitar el consumo en horas punta
Acumular frío (hielo)

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