Tendencias Globales en Refrigeración en Respuesta a la Sustentabilidad

Tendencias Globales en Refrigeración en Respuesta a la SustentabilidadEdgardo Kelen

Calentamiento Atmosférico Global“Efecto Invernadero”Calentamiento Atmosférico Global“Efecto Invernadero”

Impacto de los Refrigerantes en el Calentamiento GlobalImpacto de los Refrigerantes en el Calentamiento Global

TEWI(Impacto Total Equivalente)

Impacto

DirectoImpacto Indirecto= +

Consumo de Energía

Debido a Fugas

Ejemplo Típico Para Sistemas Herméticos Ejemplo Típico Para Sistemas Herméticos

2 - 3% Directo (Refrigerante)

97 - 98%Indirecto

(Consumo de Energía)

Para Sistemas Herméticos, Calentamiento Atmosférico es un Problema de Eficiencia Energética

ActualizaciActualizacióónn en en RefrigerantesRefrigerantes

Warren BeetonVP Refrigeration Engineering

Edgardo KelenTechnical Manager South Cone

Cómo Seleccionar el Mejor RefrigeranteCCóómomo SeleccionarSeleccionar el el MejorMejor RefrigeranteRefrigerante

Seguridad

Toxicidad

Ozono

PropiedadesFísicas

CambiosTecnológicos`

Ambiente

Performance

Inflamabilidad

EfectoInvernadero

(TEWI)

EficienciaEnergética

(TEWI)

Costos

(Montreal Protocol)(Kyoto Protocol)

Economía

Análisis IntegralPara la Selección de un Refrigerante

Refrigerantes de Ayer, Hoy y Mañana(CFC/HCFC/HFC)RefrigerantesRefrigerantes de Ayer, Hoy y de Ayer, Hoy y MaMaññanaana(CFC/HCFC/HFC)(CFC/HCFC/HFC)

ASHRAE TipoComponentes

(Peso %)

Ozone Depletion

Potential (ODP)

Global Warming Potential (GWP)100 Lubricante Aplicación

R-12 CFC Pura 1 10.600 Mineral A/Ac,Refigeración

R-502 CFC/HCFC 22/115(48.8/51.2) 0,224 5.490 Mineral Refrigeración

R-22 HCFC Pura 0,055 1.700 Mineral A/Ac,Refigeración

R-507 HFC 125/143a(50/50) 0 3.300 POE Refrigeración,

Transporte

R-404A HFC 125/143a/134a(44/52/4) 0 3.260 POE Refrigeración,

Transporte

R-422A HFC/HC 125/134a/600a(85.1/11.5/3/4) 0 3.013 POE

(Mineral)Refrigeración

(Reconversión)

R-422D HFC/HC 135/134a/600a(65.1/31.5/3.4) 0 2.232 POE

(Mineral)Refrigeración

(Reconversión)

R-410A HFC 32/125(50/50) 0 1.730 POE A/Ac

R-134a HFC Pura 0 1.300 POE Transporte, Servicios Alim.

Bajo GWP Sintético en Desarrollo 0 5 a 40 (estimado) POE Automotriz,Otros?

R-744 CO2 Pure 0 1 POE A/Ac,Refigeración

Slide 8

108114

100100

133

115

80859095

100105110115120125130135

Capacidad Eficiencia

R-2

2

R-4

04A

R-4

22D

R-2

2

R-4

04A

R-4

22D

Desmpeño de Refrigerantes vs R-22en la PrácticaDesmpeDesmpeññoo de de RefrigerantesRefrigerantes vsvs RR--2222en la en la PrPráácticactica

Baja Temp* (% of R-22)

95100100100

107

97

80859095

100105110115120125130135

Capacidad Eficiencia

R-2

2

R-4

04A

R-2

2

R-4

04A

R-4

22D

R-4

22D

Media Temp* (% of R-22)

• R-404A Mayor Capacidad en Media y en Baja• Mejor Elección en Equipos e Instalaciones Nuevas

• R-422D Capacidad Adecuada, Mejor en Baja• Cambio de VET No Siempre Requerido

* MT: 20°F Evap, 120°F Cond, 20°F SubcoolingLT: -25°F Evap, 105°F Cond, 20°F Subcooling

Slide 9

Acciones que la Industria Debe TomarAccionesAcciones queque la la IndustriaIndustria DebeDebe TomarTomarSeleccionar Sistemas y Refrigerantes Con Vistas a la Protección del Medio AmbientePracticar el Uso Responsable de los Refrigerantes

Reducirfugas

MenorCarga

Líneas Más CortasY de Menor Diámetro

Equiposmás

Eficientes

MejoresUniones

DiagnósticoPredictivo

RápidoMantenimiento

MejorEstanqueidad

DetecciónTemprana yReparaciónDe Fugas

RecuperarReciclar

Control más preciso y soluciones máseficientes para instalaciones de refrigeración

Soluciones más Eficientes paraRefrigeración Comercial e IndustrialSolucionesSoluciones mmááss EficientesEficientes paraparaRefrigeraciRefrigeracióón n ComercialComercial e Industriale Industrial

Eficiencia vs Costo Eficiencia vs Costo Para Compresores de 1,5 a 15 HP de Diferente TecnologPara Compresores de 1,5 a 15 HP de Diferente Tecnologííaa

Mas

MenosMenor Mayor

COSTO

ScrollSemi

HerméticosConvencionales

HerméticosA

Pistón

EFICIENCIA

SemiHerméticos

De AltaEficiencia

Scroll+EVI

120K140K

Semiherméticos de Alta Eficienciacon Baja Presión de CondensaciónSemihermSemihermééticos de Alta ticos de Alta EficienciaEficienciacon Baja con Baja PresiPresióónn de de CondensaciCondensacióónn

Desde 2006 la Mayor Robustezy Otras Mejoras InternasPermiten Aplicar la Tecnologíade Baja Presión de Condensación– Ahorro de Energía y Mayor

Flexibilidad en la AplicaciónExtensión del Rango OperativoAporte de Enormes Beneficiosal Sistema

Evaporating Temp. (°F)

Con

dens

ing

Tem

p. (°

F)

30

40

5060

70

80

90

100

110120

130

140

150

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50

Low TempEnvelope

Medium Temp

Envelope

Low Condensing Area

Ahorro de EnergíaAplicación de Media Temperatura con R-404AAhorro de EnergAhorro de EnergííaaAplicaciAplicacióón de Media Temperatura con Rn de Media Temperatura con R--404A404A

Capacidad (W) 37000 46500Consumo (KW) 9,35 6,85Eficiencia (COP) 3,95 6,84

25,7% Mayor Capacidad26,7% Menor Consumo73,17% Mayor Eficiencia

25,7% Mayor Capacidad26,7% Menor Consumo73,17% Mayor Eficiencia

T.Cond. 27°C (176 PSIG) T.Cond. 10°C (103 PSIG)

Baja CondensaciBaja Condensacióón:n:

Limitaciones a la AplicaciónLimitaciones a la AplicaciLimitaciones a la Aplicacióónn

Actualmente, la Mayor Limitación a la Aplicación de la Tecnología de Baja Temperatura de Condensación es Impuesta por el Principio de Funcionamiento de las Válvulas de Expansión Termostáticas

P1Presión carga del bulbo

P2Presión de Evaporación

P3

Presión variable

Válvula de Expansión TermostáticaBalance de fuerzasVVáálvula de Expansilvula de Expansióón n TermostTermostááticaticaBalance de fuerzasBalance de fuerzas

Presión del resorte

Pu

0

2

4

6

8

10

12

14

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

60 PSIG INLET

110 PSIG INLET

180 PSIG INLET

250 PSIG INLET

EFECTO DE LA PRESIÓN DE ENTRADAEN EL FUNCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA

SOB

REC

ALE

NTA

MIE

NTO

EST

ÁTI

CO

(F)

TEMPERATURA del BULBO (F)

Válvula Convencional

Areas igualesFuerzas iguales

Operación estable ante variaciones de la presión de líquido y cicladodel ventilador

Presión de entrada

Puerto BalanceadoPuerto BalanceadoPuerto Balanceado

0123456789

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

250 PSIG INLET

180 PSIG INLET

110 PSIG INLET

60 PSIG INLET

TEMPERATURA del BULBO (F)

SOB

REC

ALE

NTA

MIE

NTO

EST

ATI

CO

(F)

Puerto Balanceado

x

EFECTO DE LA PRESIÓN DE ENTRADAEN EL FUNCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA

Variación de la Capacidad del Compresor y laVálvula de expansión a 40°F de Evaporación

Performance TXV, Compresor y EXVPerformance TXV, Performance TXV, CompresorCompresor y EXVy EXV

20

26

31

37

43

48

54

60

65

29 35 40 46 52 58

Temp. Condensación °C

Cap

acid

adTO

NS

Compresor

TXV1

TXV2

EXV

Q, Tons

Sobrecalentamiento, °F

Carrera

Efecto de la Carga Térmica Sobre el Sobrecalentamiento TotalEfectoEfecto de la de la CargaCarga TTéérmicarmica SobreSobre el el SobrecalentamientoSobrecalentamiento TotalTotal

75

TS = 5 + 7 = 12°F

FlujoMáx.

5+3.5=8.5F50%

EXV TXV

Distribución de Temperaturas AmbienteBuenos Aires - ArgentinaDistribuciDistribucióón de Temperaturas Ambienten de Temperaturas AmbienteBuenos Aires Buenos Aires -- ArgentinaArgentina

Para un ∆T de Diseño del Condensador de 9°K

02468

10121416

-2 3 9 14,5 20 25,6 31 36,7

7 12 18 23.5 29 34.5 40 46

Amb. (ºC)

Cond. (ºC)

Porc

enta

je d

e Ti

empo

(%) R-404A

176 PSIG 27°C103 PSG 10ºC

Distribución de Temperaturas AmbienteBuenos Aires - ArgentinaDistribuciDistribucióón de Temperaturas Ambienten de Temperaturas AmbienteBuenos Aires Buenos Aires -- ArgentinaArgentina

Para un ∆T de Diseño del Condensador de 9°K

02468

10121416

-2 3 9 14.5 20 25.6 31 36.7

7 12 18 23.5 29 34.5 40 46

Amb. (ºC)

Cond. (ºC)

Porc

enta

je d

e Ti

empo

(%)

Área de Limitación de la Válvula de Expansión Convencional

R-404A176 PSIG 27°C103 PSG 10ºC

Distribución de Temperaturas AmbienteBuenos Aires - ArgentinaDistribuciDistribucióón de Temperaturas Ambienten de Temperaturas AmbienteBuenos Aires Buenos Aires -- ArgentinaArgentina

Para un ∆T de Diseño del Condensador de 9°K

02468

10121416

-2 3 9 14.5 20 25.6 31 36.7

7 12 18 23.5 29 34.5 40 46

Amb. (ºC)

Cond. (ºC)

Porc

enta

je d

e Ti

empo

(%)

Área de Limitación de un Compresor Convencional

R-404A176 PSIG 27°C103 PSG 10ºC

Distribución de Temperaturas AmbienteBuenos Aires - ArgentinaDistribuciDistribucióón de Temperaturas Ambienten de Temperaturas AmbienteBuenos Aires Buenos Aires -- ArgentinaArgentina

Para un ∆T de Diseño del Condensador de 9°K

02468

10121416

-2 3 9 14.5 20 25.6 31 36.7

7 12 18 23.5 29 34.5 40 46

Amb. (ºC)

Cond. (ºC)

Porc

enta

je d

e Ti

empo

(%)

Área Aprovechable Para Una Solución Emerson Climate

R-404A176 PSIG 27°C103 PSG 10ºC

Graficas: PresiGraficas: Presióón Descarga x KW Promedion Descarga x KW Promedio

Ahorro de EnergAhorro de Energíía a en los Motores del Condensadoren los Motores del Condensador

Potencia = f (v3)v2 = v1/2(v2)3 = (v1/2)3 = (v1)3/23 = (v1)3/8Potencia2 = Potencia1/8

VVáálvulaslvulas de de ExpansiExpansióónnElectrElectróónicasnicas

Válvula Electrónica Tipo PulsanteVVáálvula Electrlvula Electróónica Tipo Pulsantenica Tipo PulsanteCapacidad Definida por la Modulación de la Duración del PulsoObturador Deslizante Elimina el Riesgo del Golpe de ArieteOrificios Disponibles Determinan Varios Rangos de Capacidad.Rango de Operación del 10% al 100% de la Capacidad Para Cada OrificioAplicable a Refrigerantes CFC, HCFC, HFC.Bobinas EstándarFunción de Cierre Total Elimina la Necesidad de una Válvula a SolenoideControlador Auna Funciones de Control de Temperatura y Programación de Descongelamientos.

Capacidad Nominal Depende del Refrigerante y Orificio SeleccionadoCapacidad Nominal Depende del Capacidad Nominal Depende del Refrigerante y Orificio SeleccionadoRefrigerante y Orificio Seleccionado

Capacidad Real = Q0 / (Kt x K∆p)

Controlador para VEEControlador para VEEControlador para VEE

Control del Sobrecalentamiento por Presión y Temperatura

Control del Sobrecalentamiento por Diferencia de Temperatura

Lógica de Comando en DeshielosLLóógica de Comando en Deshielosgica de Comando en Deshielos

NOSISI (Múltiples) NO (Simples)

Gas Caliente

NONONOEléctrico Cámaras

SINONOEléctrico Exhibidoras

SINONOPor Aire

VentiladorCompresorEXV

Válvulas Electrónicas con PosicionadorVVáálvulaslvulas ElectrElectróónicasnicas con con PosicionadorPosicionador

VEE DiseVEE Diseñño del Puertoo del Puerto

Convencional

Lineal

VEE Deslizante vs. VEE con ObturadorCónicoVEE VEE DeslizanteDeslizante vs. VEE con vs. VEE con ObturadorObturadorCCóóniconico

Flujo (capacidad)

Carrera/Pasos

100%

100%80%

50%

50%

DeslizanteCónico

VEE 25Tons 250TonsVEE 10Tons 100Tons

VEE 3Tons 30TonsVEE 1.5Tons 15Tons

VEE 0.5Tons 5Tons

Rango de Aplicación de las VEERango de AplicaciRango de Aplicacióón de las VEEn de las VEE

10% a 100% de la Capacidad Nominal

Un Mismo ControladorPara Todos los Modelos

VEEVEEVEE

0 0

50

0

3935

58

53

0

10

20

30

40

50

60

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750

Number of steps

kW

R410A (58 kW)

R407C (53 kW)

R22 (50 kW); 12.5 TR

R134a (39 kW)

R404A (35 kW)

1.5 sec.

131K

116K

-8°C-12°C

Control de Presión de Succión Flotante Control de PresiControl de Presióón de Succin de Succióón Flotante n Flotante

Standard Suction Set Point

• Compresores de Alta Eficiencia

• Compresores con Amplio Rango de Aplicación

• Utilización de Descargadores

• Motores de Condensador de Alta Eficiencia

• Variación de Velocidad en los Motores del Condensador

• Válvulas de Expansión Electrónicas

• Controladores con Programación Avanzada– Succión Flotante

– Presión de Condensación Flotante con Control por Diferencial de Temperatura

Control de Iluminación

Tecnologías Avanzada = Eficiencia EnergéticaTecnologTecnologíías Avanzada = Eficiencia Energas Avanzada = Eficiencia Energééticatica

Tecnologías Eficientes Disponibles Para Todas las AplicacionesHistorial de Éxito con Diferentes Aplicaciones

Hoy más que nunca, aquellos que somos profesionales responsables en el área, debemos servir como guías, asesorando, promoviendo y especificando soluciones tecnológicas que apunten a minimizar el impacto ambiental, tecnologías que como

hemos visto, están disponibles para su implementación.