proxecto de innovación. convocatoria 2014. …...14 1 sistema de control e supervisión das...
TRANSCRIPT
Páxina 1 de 21
Dirección Xeral de Educación, Formación Profesional e Innovación Educativa
Proxecto de innovación. Convocatoria 2014.
Memoria final. Resultados do proxecto.
Título do proxecto Uso do refrixerante R-134a para cámaras de conxelación
Autores Mª Belen Villanueba Montoto, Maria Dolores Maroño Buján, Esmeralda Gil Troitiño; Jesús Luís Rodríguez Bernárdez; José Luís de Luís Casares; Fernando Rodríguez Pequeño; Teófilo Neira Franco; Victor Ríos Noya; Mario Marcos Pardo Pérez; César Saá Estévez; Alfonso González Docasar
Nome do arquivo Cámara-conxelación-134a
Este proxecto de innovación resultou premiado na Resolución do 20 de xuño de 2014 da Dirección Xeral de Educación, Formación Profesional e Innovación Educativa pola que se conceden os premios para o desenvolvemento de proxectos de innovación tecnolóxica ou científica e proxectos de innovación didáctica no ámbito da Formación Profesional en centros públicos dependentes da Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria (Resolución do 24 de marzo de 2014).
Páxina 2 de 21
Índice
1. Memoria xustificativa ................................................................................................ 3
1.1 Historia do proxecto. Xustificación ................................................................................ 3
1.2 Relación de participantes .............................................................................................. 5
Centro coordinador ............................................................................................................................. 5 Empresas ou entidades participantes ................................................................................................. 6
1.3 Actividades realizadas .................................................................................................. 7
Centro coordinador. Actividades realizadas. ...................................................................................... 7 Empresas ou entidades participantes. Actividades realizadas. .......................................................... 8
1.4 Avaliación final. Indicadores.......................................................................................... 8
Centro coordinador. Plan de avaliación. Indicadores. ........................................................................ 8 1.4.1. Resultados de consumo enerxético acumulado: ..............................................................................9 1.4.2. Resultados sobre o efecto medioambiental das instalacións: ........................................................10 1.4.3. Custos da instalación: .....................................................................................................................11 1.4.4 Posta en marcha ..............................................................................................................................13 1.4.5 Mantemento .....................................................................................................................................13
Empresas e/ou entidades participantes. Plan de avaliación. Indicadores. ....................................... 13
1.5 Conclusións. Valoración global do proxecto e previsións de futuro ............................. 14
Respecto ao contraste entre as dúas instalacións: .......................................................................... 14 Respecto a particularidades do proceso técnico desenvolvido: ....................................................... 14 Liñas futuras de investigación .......................................................................................................... 15
1.6 Memoria de xustificación económica .......................................................................... 15
2. Resultados do proxecto .......................................................................................... 16
2.1 Planos ........................................................................................................................ 16
2.2 Unidades de traballo ................................................................................................... 17
2.3 Datos e gráficos .......................................................................................................... 18
2.4 Fotos .......................................................................................................................... 21
2.5 Videos multimedia ...................................................................................................... 21
Páxina 3 de 21
1. Memoria xustificativa
1.1 Historia do proxecto. Xustificación
Durante o curso 2012-13 no ciclo diúrno de grao medio correspondente ao título de téc-
nico en instalacións frigoríficas e de climatización e no módulo MP0041. Montaxe e man-
temento de instalacións frigoríficas industriais; reflexionouse que debido ao impacto medio-
ambiental dos refrixerantes dispoñibles para conxelación e as normativas existentes, o sector
tiña un gran problema. O grupo de alumnado meditou partindo dos coñecementos adquiri-
dos e buscando información; que as posibles solucións pasaban polo uso de hidrocarburos
ou refrixerantes naturais mentres a industria química non dera unha resposta adecuada ás ac-
tuais limitacións. O problema destas solucións e a perigosidade e/ou toxicidade e a comple-
xidade técnica das solucións. Recapacitando en que durante máis dunha década en frigorífi-
cos domésticos e arcóns conxeladores usouse o R-134a, debateuse por que non ao seu uso
en instalacións frigoríficas de maior tamaño. Formuláronse solucións técnicas para o seu uso
e deseñouse unha posible instalación de conxelación con este refrixerante, que ademais se
lle incorporaría un descarche con recuperación de calor para aumentar a eficiencia do equi-
po. Durante o segundo trimestre do curso comezouse coa montaxe do primeiro prototipo
usando material doado por empresas e readaptando para esta aplicación: cambio de aceites,
protección dos motores …..
Durante o curso 2012-13 paralelamente e nos módulos de ciclos superiores de eficien-
cia enerxética e enerxía solar térmica a través dos módulos de MP0121. Equipamentos e ins-
talacións térmicas e MP0349. Eficiencia enerxética de instalacións sumáronse a esta expe-
riencia realizando simulacións teóricas do ciclo frigorífico formulando e comprobando os
avances na montaxe da instalación.
Durante o curso 2013-14 no ciclo diúrno de grao medio correspondente ao título de
técnico en instalacións frigoríficas e de climatización e no módulo MP0041. Montaxe e
mantemento de instalacións frigoríficas industriais e no ciclo nocturno de grao medio co-
rrespondente ao título de técnico en instalacións frigoríficas e de climatización e no módulo
MP0036. Máquinas e equipamentos térmicos; púxose en marcha este prototipo de instala-
ción axustándoa para o seu correcto funcionamento e realizando unha serie de medidas que
comparadas coas instalacións tradicionais de R-507A montadas durante o curso adiantaban
unha mellora neste tipo de cámaras frigoríficas.
Este proxecto resultou premiado na Resolución de 20 de xuño de 2014 da Dirección Xe-
ral de Educación, Formación Profesional e Innovación Educativa, pola que se conceden os
premios para o desenvolvemento de proxectos de innovación tecnolóxica ou científica e
proxectos de innovación didáctica no ámbito da Formación Profesional en centros públicos
dependentes da Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria (convocados
na Resolución de 24 de marzo de 2014).
O proxecto consistiu en montar a par unha instalación para cámara de conxelación que
se monta hoxe en día no sector con R-507A e unha cámara de conxelación exactamente
igual pero montada cun equipo de R-134a. Aproveitouse a montaxe para comparar sistemas
de descarche distintos; no primeiro caso levou un descarche por resistencias eléctricas, mon-
tado tradicionalmente nestes equipos, e no segundo caso montouse un descarche por recupe-
ración de calor. Os dous equipos estiveron dando servizo en cámaras xemelgas; con condi-
cións de funcionamento idénticas: mesma rede eléctrica, mesmas temperaturas exteriores,
interiores de parada… e grazas a un sistema de adquisición de datos análizouse a enerxía
consumida por cada equipo así como as variables de temperatura, presións…para poder ter
Páxina 4 de 21
comparativas.
As montaxes aínda que estaban moi avanzadas no mes de Setembro grazas a iniciarse xa
fai dous cursos, houbo que refacelas practicamente dende cero por variar totalmente o cadro
de control das mesmas; e puxéronse en marcha grazas aos alumnos do ciclo medio de frío e
climatización diurno promoción do curso 2014-15 os cales grazas a súa inquietude; se lles
adaptou parte das ensinanzas dos curriculums formativos, traballando, durante o primeiro
trimestre nestas montaxes e na súa posta en marcha. A par dous alumnos do ciclo superior
de eficiencia enerxética realizaron os seus traballos do módulo de proxecto sobre estas insta-
lacións; documentando parte dos resultados ademais da realización dos esquemas eléctricos,
frigoríficos e de principio incluidos neste traballo coas súas correspondentes modificacións
durante o desenvolvemento real das instalacións.
A posta en marcha foi difícil debido a complexidade técnica das montaxes, as novidades
empregadas e os defectos en parte dos elementos empregados ao ser reutilizados de outras
montaxes realizadas en cursos pasados e que provocaban fallos que houbo que analizar ata
dar co problema; pero ao final as cámaras prototipo mantivéronse en funcionamento varios
días para poder realizar os axustes finais e detectar posibles problemas; ademais de realizar-
se as primeiras tomas de datos comparativos que nos proporcionan as conclusións aportadas
neste traballo; quedandolle moito xugo por sacar aínda a estas montaxes a nivel comparati-
vo.
Actualmente as montaxes están operativas e son obxeto de estudo nos distintos módulos
relacionados que se imparten no centro; ademais de estar dispoñibles para mostrar a calque-
ra técnico do sector interesado e que se achegue polas nosas instalacións. Asimesmo estase
desenvolvendo un grupo de traballo sobre “Adquisición de datos en instalacións de sistemas
enerxéticos” para sacarlle maior partido ao sistema de adquisición de datos implementado
nesta montaxe.
Páxina 5 de 21
1.2 Relación de participantes
Centro coordinador
Agradecementos aos seguintes alumnos sen os cales non sería posible o desenvolve-
mento deste traballo; sirva esta mención como agradecemento dende o CIFP Valentín Paz
Andrade.
Curso 2º de ciclo medio de frío e climatización 2012-13:
Saúl Martínez González
José Núñez Feliz
Iván Conde Rodríguez
Curso 2º de ciclo medio de frío e climatización 2013-14:
Simón Bastos Villamarín
Adrián Fernández Álvarez
Óscar Guisado Castro
Curso 2º de ciclo medio de frío e climatización 2014-15:
Jorge Ballesteros Puga
Mariano Esteban Calabresi
Samuel Fernández Chapela
Alberto Gil Alonso
Guillermo Iglesias Torres
José Carlos Leites Piñeiro
Centro coordinador: CIFP Valentín Paz Andrade Código de centro 36014568
Coordinador do proxecto
Nome Apelidos Enderezo electrónico Especialidade
Alfonso González Docasar [email protected] 205-Sistemas enerxéticos
Profesorado participante
Nome Apelidos Enderezo electrónico Especialidade
Mª Belén Villanueva Villanueva Montoto [email protected]
125-Sistemas electrot. e automáticos
Mario Marcos Pardo Pérez [email protected]
205-Sistemas enerxéticos
María Dolores Maroño Buján, marí[email protected] 113-Sistemas enerxéticos
Jesús Luís Rodríguez Bernárdez [email protected] 205-Sistemas enerxéticos
Eduardo Giménez Bugarín [email protected] 113-Sistemas enerxéticos
César Saá Estévez [email protected] 113-Sistemas enerxéticos
Victor Ríos Noya [email protected] 113-Sistemas enerxéticos
José Luís De Luís Casares [email protected] 205-Sistemas enerxéticos
Esmeralda Gil Troitiño giltroitiñ[email protected] 113-Sistemas enerxéticos
Teófilo Neira Franco [email protected] 205-Sistemas enerxéticos
Fernando Rodríguez Pequeño [email protected] 205-Sistemas enerxéticos
Páxina 6 de 21
Kevin Lorenzo Gándara
Denís Martínez Lago
Diego Puime Pazos Álvaro Vázquez Carrera
Curso 2º de ciclo superior de eficiencia enerxética 2014-15:
Mª Aurelia Pavón Fernández Javier Vázquez Lorenzo
Empresas ou entidades participantes
Empresas ou entidades participantes
Denominación empresa CIF Persoa de contacto Enderezo electrónico
Covigan B27771088 José Luís González Fernández [email protected]
Manfrilec B27711399 Alfonso Conde Casal [email protected]
Páxina 7 de 21
1.3 Actividades realizadas
Realízase unha relación e descrición das actividades levadas a cabo no proxecto de inno-
vación polo centro e empresas participantes.
Centro coordinador. Actividades realizadas.
a) Realizouse a documentación das instalacións para o seu montaxe a través dos planos
das mesmas:
Nº plano Nº de follas Denominación
1 1 Plano de situación e liñas frigoríficas
2 1 Esquema frigorífico cámara de R-134a
3 1 Situación de sondas esquema frigorífico cámara de R-134a
4 1 Esquema sinóptico cámara de R-134a
5 3 Esquema de control eléctrico cámara de R-134a
6 1 Detalles bornas caixas de derivación eléctricas cámara de R-134a
7 1 Esquema frigorífico evap-1 cámara de R-507A
8 1 Situación de sondas esquema frigorífico evap-1 cámara de R-507A
9 1 Esquema frigorífico evap-2 cámara de R-507A
10 1 Situación de sondas esquema frigorífico evap-2 cámara de R-507A
11 1 Esquema sinóptico cámara de R-507A
12 4 Esquema de control eléctrico cámara de R-507A
13 1 Detalles bornas caixas de derivación eléctricas cámara de R-507A
14 1 Sistema de control e supervisión das instalacións frigoríficas
15 2 Esquema cadros auxiliares de control e supervisión
b) Realizouse a montaxe e posta en marcha das instalacións por parte do alumnado de 2º
ciclo medio de frío e climatización.
c) Alumnos do ciclo superior de eficiencia enerxética realizaron o seu módulo de proxec-
to tomando como referencia estas instalacións.
d) Desenvolveronse as seguintes unidades de traballo relacionadas co proxecto:
1.- Efectos medioambientais nas cámaras frigoríficas de conxelación.
2.- Análise de ciclos frigorificos para cámaras frigorificas de conxelación.
3.- Cálculo de cargas térmicas nas cámaras frigoríficas de conxelación.
4.- Cálculo de elementos dos circuitos frigoríficos das cámaras frigoríficas de
conxelación.
5.- Cálculo das tubaxes para cámaras frigoríficas de conxelación.
6.- Cálculo das cargas de refrixerante nas cámaras frigoríficas de conxelación.
7.- Esquemas frigoríficos das cámaras frigoríficas de conxelación.
8- Cálculo das seccións eléctricas das cámaras frigoríficas de conxelación.
9.- Esquemas eléctricos das cámaras frigoríficas de conxelación.
10.- Presuposto das cámaras frigoríficas de conxelación.
Páxina 8 de 21
Empresas ou entidades participantes. Actividades realizadas.
As empresas Covigan e Manfrilec colaborarón das seguintes formas:
a) Doaron parte do material de segunda man que dispoñían nas súas instalacións: com-
presores para a instalación prototipo, condensadores frigoríficos da instalación de R-
134a e das instalacións de R-507A..... o cal simplemente houbo que realizarlle peque-
nas reparacións ou adaptacións no centro; pero que sin o seu aporte sería imposible le-
var a cabo este proxecto debido aos elevados custos do material no sector da refrixera-
ción.
b) Estiveron en contacto co centro a través do profesorado implicado no proxecto
aportando suxestións e información práctica.
1.4 Avaliación final. Indicadores
Realízase a valoración das diferentes actividades levadas a cabo, mediante os indicadores
establecidos no proxecto inicial.
Centro coordinador. Plan de avaliación. Indicadores.
Neste apartado expóñense os resultados obtidos de ámbalas dúas instalacións con cámara
frigorífica de conxelación analizadas.
Este é o paso previo a obter conclusións. Exporanse as características básicas das máqui-
nas, nas cales radican as súas principais diferenzas, e despois expóñense diversos tipos de
resultados obtidos, non só os referentes ao consumo enerxético das mesmas, e que afectan a
este tipo de instalacións industriais.
Como características básicas dicir que as dúas instalacións posúen unha potencia térmica
de frío 3,21 kW, cunha temperatura de vaporización de -25ºC e unha temperatura de con-
densación é de 40ºC.
A primeira carga refrixerante R507A. Esta instalación realiza un ciclo frigorífico de
compresión mecánica simple, ou de simple etapa, é dicir, de un só chanzo de compresión. O
sistema de desxeo é eléctrico.
A segunda instalación realiza un ciclo de refrixeración mecánica en dobre etapa ou de
dous chanzos de compresión, empregando como refrixerante R-134a. O desxeo é realizado
Páxina 9 de 21
mediante recuperación de calor por gas quente.
O resultados que se expoñen abranguen os seguintes campos:
Resultados de consumo enerxético acumulado.
Resultados sobre implicacións do efecto medioambiental que as instalacións xe-
neran.
Resultados de custos das instalacións.
Resultados sobre axustes e características da posta en marcha das instalacións.
Resultados da análise de mantemento durante la vida útil das instalacións.
1.4.1. Resultados de consumo enerxético acumulado:
Partimos da potencia de carga térmica de 3,21kW establecida para un tempo de fun-
cionamento diario de 19h.
Respecto á valoración enerxética real, os resultados enerxéticos obtidos refírense a
consumos enerxéticos acumulados.
En unidades de traballo anteriores determinouse de xeito teórico os rendementos dos
ciclos. É nestas análises teóricas onde unha máquina de dobre etapa con R-134a mostra be-
neficios enerxéticos fronte unha máquina de R-507a.
Para a máquina frigorífica de dobre etapa con R-134a nas condicións de traballo mos-
tradas ofreceu un COPR-134a=2,61; mentres que o rendemento en ciclo simple con R-507A
obtido foi de COPR-507A =1,61. Estes serán os rendementos das plantas frigoríficas para o
cálculo de consumos; e aínda que teríamos que ter en conta os consumos auxiliares; ventila-
dores de condensador e evaporador; nesta comparativa como serían practicamente iguais nas
dúas instalacións non inflúe e ademais queda compensado, a nivel enerxético, no 10% de
sobredimensionar de carga térmica.
Na instalación de R-507A instalase un sistema de desxeo tradicional: eléctrico; o eva-
porador seleccionado incorpora unhas resistencias de 4,4KW; establecemos 6 desxeos ao
día de 20 minutos cada un co que nos sae 2 horas de desxeo ao día cunha enerxía consumida
a sumar a enerxía consumida durante as 19 horas de funcionamento do equipo frigorífico ao
día. Ben é certo que a análise foi feita para dezanove horas, polo que o cálculo acumulado
debería ser feito só para este número de horas. Aínda así, extrapólase ao ano completo,o cal
non desvirtúa o resultado para as dezanove horas.
DexeoAnualDexeoFrigAnualFrigDexeoFrigAnualtPtPEEE
507
Sustituindo valores:
a
kWh
a
d
d
hkW
a
d
d
hkWE
Anual039,17)3652(4,4)36519(
61,1
21,3507
a
kWh
a
d
d
hkWE
RQAnual492,13)36519(
61,1
21,3507
No caso da instalación de R-134a incorporaremos desxeo con recuperación de calor;
co que o desxeo prodúcese dentro das 19 h de funcionamento do circuíto frigorífico e o des-
xeo non consume enerxía extra.
Páxina 10 de 21
FrígFrigFrigAnualtPEE
134
Substituíndo valores:
a
kWh
a
d
d
hkWE
Anual529,8)36519(
61,2
21,3134
%06,50100
039,17
529,8100
507
134
a
kWha
kWh
E
E
Anual
Anual
%21,63100
492,13
529,8100
507
134
a
kWha
kWh
E
E
RQAnual
Anual
Comparando os resultados vemos que a instalación de R-134a anticipa un consumo un
49,9% menos de enerxía que a instalación de R-507A.
1.4.2. Resultados sobre o efecto medioambiental das instalacións:
Os valores de impacto sobre muda climática global, son os referidos ao de contribu-
ción ao efecto invernadoiro. Estes valores, para o R-134a e para o R-507A son obtidos do
IF2 do RSF.
Pódese establecer que unha instalación do tipo das analizadas posúe, perfectamente,
unha vida útil de 15 anos.
Dada a actual normativa sobre instalacións frigoríficas en vigor dende 2011, e levando
a cabo un cumprimento razoable da mesma, pódese establecer unha porcentaxe de recupera-
ción de refrixerante no desmantelamento das instalacións frigoríficas, unha vez rematada a
súa vida útil, dun 95%.
O R-507a é un refrixerante de media presión, mentres que R-134a é un refrixerante de
baixa presión. Para as mesmas condicións climáticas de condensación e para a mesma tem-
peratura de cámara frigorífica, as presións de traballo do R-134a son da orde da metade das
que posúe a máquina traballando co R-507a. Está establecido que as fugas de refrixerante
son proporcionais ás presións de traballo do interior do circuíto. En base a este proceder ex-
perimental do uso destas instalacións, pódese establecer que as perdas por fugas do circuíto
do R-134a serán da orde do 50% das perdas que posúa o circuíto de R-507A. Para a instala-
ción de R-507A estímanse unhas perdas por fugas de ao redor do 12% da carga total; polo
que na instalación de R-134a poderanse establecer unhas perdas por fugas de ao redor do
6%.
O factor "β" de equivalente de produción de CO2 por kWh eléctrico consumido, será
tomado o do ano 2013 na península, de valor: 0,241 kgCO2/kWh.
A carga de refrixerante de R- 134a é de 4,44 kg. Na instalación de R-507A a carga é
de 4,20 kg.
Aplicando a fórmula do TEWI:
AnualcuperaciónEnPCAmPCAnLTEWI
Re1
Páxina 11 de 21
Carga [kg] PCA·100 % Fugas % Recup EER / COP Enerxía Cons Sumando Sumando Sumando [TEWI / kg CO2]
[kWh/a] por fugas por desmant por consumo
Simple etapa: R-507A (Dex. Elect) 4,2
3260 12 95 1,61 17038,93 24645,6 684,6 61595,72 86.926
Dobre etapa: R-134a (Dex. Recup)
4,44 1300 6 95 2,61 8529,25 5194,8 288,6 30833,25 36.317
Respecto ao impacto medio ambiental sobre a muda climática obsérvase que os resul-
tados amosan que a instalación de R-134a presenta unhas emisións de CO2 á atmosfera dun
58,2% menos que a instalación de R-507A. O impacto é proporcional ás emisións de dióxi-
do de carbono, polo que a menor porcentaxe no impacto é a mesma que a das emisións.
1.4.3. Custos da instalación:
A valoración de custo require de valorar dous aspectos, os custos de funcionamento e os
custos dos equipos e da montaxe.
Esta valoración de custos non pretende ir máis alá do que é obter os valores monetarios
equivalente de cada unha das instalacións. É dicir, non procurar valorar os posibles prazos
de amortización da instalación.
1.4.3.1. Custos de funcionamento
Os custos de funcionamento están afectados de dous aspectos, o de consumo e o de man-
temento, pero ao ser dúas instalacións practicamente iguais, os custos de mantemento veñen
ser os emesmo polo que non é relevante entrar neles dado o enfoque do presente traballo.
Pártese, entón, de que a diferenza entre os dous tipos de instalacións vai estar só na ener-
xía consumida ao final do ano.
A factura eléctrica de partida vai ser de 3.0 A, por ser a máis estendida entre as pequenas
empresas. Asemade o tempo de funcionamento medio entre os tres tramos horarios deste ti-
po de facturación (Período 1=4h, Período 2=12h e Período 3=8h); co que atoparase o custo
medio proporcional ao custo en cada tramo horario:
Tarifa 3.0A Período 1 Período 2 Período 3
Enerxía (€/kW*h) 0,165383 0,130022 0,089085
Prezos da tarifa eléctrica 3,0 A (Datos ENDESA a 1 de novembro de 2014)
kWhCusto
incIVEkWhMedio
€14733,021,1·)34,0·089085,0()5,0·130022,0()16,0·165383,0(
.],[
Suporase un custo do kWh, incluído o IVE, de 0,14733 Euro; correspondente á factura
3.0A e co que:
Enerxía con-
sumida
Custo
kWh
Custo
Anual
[kWh/a] (IVE
inc.) [€]
Tradicional R-507A (Dex. Elect) 17.038,93 0,14733
2.510
Dobre etapa R-134a (Dex. Recup.) 8.529,25 1.257
Páxina 12 de 21
Observando os resultados detéctase que a instalación de R-134a presenta un aforro nos
custos de funcionamento da orde do 50% fronte á instalación de R-507A. Os datos do aforro
económico son de 1.253 € anuais que, tendo presente a vida útil estimada previa da instala-
ción de 15 anos, equivale a un aforro económico no período de vida de 18.795 €.
1.4.3.2. Custos de montaxe
Tomando os datos calculados en unidades de traballo anteriores pódense integrar na se-
guinte táboa:
Materiais [€] Man de obra [€] Total [€]
Inst.R-507A 10.297 6.413 16.710
Inst.R-134a 13.283 7.018 20.301
Custo inicial da instalación.
Contrastando a diferenza, que resulta ser de 3.591 € máis cara a instalación R-134a que a
de R-507A. Ou sexa un 17,7% de aforro co montaxe tradicional sobre o montaxe en dobre
etapa proposto.
O sistema de supervisión e adquisición de datos segundo unidades de traballo anteriores
supón un incremento no custo total dun 20%.
1.4.3.3 Comparativa de custos
Reordenando datos e facendo o suposto que durante os próximos 15 anos o prezo da
enerxía eléctrica mantivérase constante, obtéñense as seguintes cifras de custos:
Custos de montaxe instalación de R-507A = 16.710 €
Custos de montaxe instalación de R-134a= 20.301 €
Custos de montaxe supervisión instalación de R-134a= 4.979 €
Custos de funcionamento anuais instalación de R-507A= 2.510 €
Custos de funcionamento anuais instalación de R-134a= 1.257 €
Custos funcionamento 15 anos instalación R-507A= 37.650 €
Costos funcionamento 15 anos instalación R-134a= 18.855 €
O obtido até o de agora permite dicir que:
A montaxe da instalación de R-134a sobre a de R-507A representa un sobre custe de
3.591€ que, tendo en conta o aforro anual de custes de funcionamento entre os dous tipos de
instalacións é de 1.253€; amortizaríase en menos de 3 años; de xeito máis concreto en 2
años y 10 meses.
A incorporación do sistema de supervisión e adquisición de datos supón un medre nos
custos de instalación dun 20%; pero permitiría, ter controlada a eficiencia enerxética da
planta en todo intre e con históricos dos consumos o cal faría máis doadas as labores de
mantemento durante a vida útil da instalación. Non se debe tentar establecer tempos de
amortización desta parte xa que, sexa o tipo que sexa de instalación frigorífica, o sistema de
supervisión sempre é aconsellable na procura buscar, como principal obxectivo, a vixía de
que os custos de funcionamento estean controlados.
Páxina 13 de 21
1.4.4 Posta en marcha
As labores da posta en marcha serán as mesmas tal como están especificadas nas unida-
des de traballo deste mesmo proxecto, ca diferenza de que as probas de presións poderían
ser un 55% de menor valor para o R-134a fronte ao R-507A.
Cabe salientar o maior tamaño das tubaxes de aspiración na instalación de R-134a sobre
a instalación de R-507A como se aprecia na unidade de traballo adicada ás tubaxes neste
proxecto.
Un proceso fundamental na posta en marcha de instalacións frigoríficas é a toma de da-
tos de funcionamento ou folla de posta en marcha. Neste documento débense reflectir pre-
sións, temperaturas, consumos…. que se consideren datos clave ou fundamentais para a in-
terpretación do funcionamento da instalación ou para a detección futura de anomalías sobre
a mesma. Neste proxecto, ó contar cun sistema de adquisición de datos; os valores fican re-
flectidos nas bases de datos correspondentes e, neste caso adxuntos, ó proxecto.
1.4.5 Mantemento
Calquera instalación frigorífica precisa unhas labouras de mantemento con dous obxecti-
vos:
Manter a eficiencia de la planta en rangos aceptables.
Previr o deterioro dos seus compoñentes.
Para manter a eficiencia de la planta, o sistema de supervisión e adquisición de datos
permite un control a distancia, sen necesidade de desprazamento á instalación por parte de la
empresa encargada do mantemento, o cal permite, incluso, aforrar custes de non doada valo-
ración.
Nun mantemento deste tipo de instalacións, a base é ter uns datos fiables e en cantidade
suficiente da posta en marcha ao longo de anos sucesivos, para poder, nos seguintes anos de
funcionamento, dispor de información comparada que servan para detectar variacións debi-
das no funcionamento da instalación e, polo tanto, detectar avarías ou fallos que afectarían á
eficiencia, e incluso á parada da máquina.
O mantemento de calquera dos dous sistemas prantexados neste proxecto é o mesmo coa
diferenza de que no caso da instalación montada con R-134a as probabilidades de fugas di-
minúen ó traballar a un 50% menos de presión e o deterioro dos compresores é menor ao
traballar cunha relación de compresión menor que no caso da instalación de R-507A.
Asemade, as instalacións estiveron funcionando de xeito simultáneo en distintas condi-
cións; incluso forzando a situacións extremas no caso da dobre etapa de R-134a responden-
do de xeito eficaz ás expectativas.
Empresas e/ou entidades participantes. Plan de avaliación. Indicadores.
As empresas Covigan e Manfrilec doaron parte do material de segunda man que dispoñí-
an nas súas instalacións: compresores, condensadores, valvulería..... e estiveron en contacto
co centro a través do profesorado implicado no proxecto aportando suxestións e información
práctica.
Páxina 14 de 21
1.5 Conclusións. Valoración global do proxecto e previsións de futuro
De todo o proceso desenvolvido así como dos datos obtidos, pódense obter unha sucesión
de conclusións relevantes respecto a diferentes aspectos do traballo proposto:
Respecto ao contraste entre as dúas instalacións:
A eficiencia enerxética da máquina de compresión en dobre etapa de R-134a
móstrase sempre maior cá da máquina de R-507a tradicional de simple etapa. Con
sistema de desxeo por recuperación: TEORICAMENTE un 50% mellor, e co
mesmo sistema de desxeo un 37% mellor.
Valor TEWI de impacto medioambiental de muda climática é na instalación de
dobre etapa de R-134a do 42% do da instalación de R-507A tradicional de simple
etapa.
Custo anual de enerxía consumida pola máquina en dobre etapa de R-134a é
TEORICAMENTE o 50% do consumido pola máquina de R-507A tradicional de
simple etapa.
Custo da instalación en dobre etapa de R-134a é un 21% maior que na instalación
de R-507A tradicional de simple etapa.
Respecto a particularidades do proceso técnico desenvolvido:
As sondas de humidade dentro das cámaras non son fiables pola baixa temperatu-
ra do interior das mesmas.
Os valores de temperatura medidos á entrada e saída dos vaporizadores, arroxan
valores idénticos dentro da precisión dos sensores; debido ao limitado tamaño dos
recintos e as altas velocidades do aire no seu interior.
A enerxía consumida polos compresores da instalación en dobre etapa do R-134a
é máis elevado do previsto. Se conclúe que isto é debido a que estes compresores
posúen motores eléctricos sobredimensionados para a aplicación (orixinalmete
son compresores preparados para instalacións de R-22), contribuindo en exceso
as perdas enerxéticas eléctricas. Esta conclusión é obtida, analizando os datos ad-
xuntos de 23h de funcionamento, polo baixo valor do factor de potencia nesta ins-
talación (factor de potencia instalación R-134a=0,4 frente a factor de potencia
instalación de R-507A=0,7), polo que, con toda seguridade, as diferenzas de con-
sumo e de eficiencia que dan vantaxe competitiva da máquina de dobre etapa de
R-134a fronte a de R-507A tradicional de simple etapa, aínda deberían ser maio-
res cas obtidas se as potencias eléctricas dos motores estiveran correctamente
adaptadas. Os valores obtidos, analizando os datos adxuntos de 23h de funciona-
mento, son que a instalación de R-134a consumiu 37kWh fronte a instalación de
R-134a que consumiu 43kWh. Analizando os resultados vese que ao existir unha
parcialización de potencia do 50% na instalación de R-507A esto tamén contribu-
iu a menor consumo final por estar practicamente o 50% das 23h arrancada esa
cámara co 50% de potencia frigorífica; o que tamén contribuiu a unha maior ines-
tabilidade na temperatura interior na cámara de R-507A.
Páxina 15 de 21
Levando a gráficos os valores acadados de temperatura interior de cámara apre-
ciase unha maior estabilidade de temperatura ao usar o descarche por recupera-
ción de calor fronte o descarche por resistencias eléctricas na cámara de R-507A.
Liñas futuras de investigación
Pasan por dous camiños ben diferenciados:
a) Mellora da propia instalación incorporando unha parcialización na montaxe de
R-134a que lle permita mellorar o consumo non tendo simplemente funciona-
mento o 100% o cal provoca maior número de arrancadas-paradas co aumento
conseguinte de consumos. Hai posibilidade de obtención de moitas máis varia-
bles e de xeito máis fiable ( en moitos casos simplemento facendo un estudo de
reubicación de sondas), e sobre todo, máis versátil, é dicir, a mellora deste ban-
co experimental de xeito que medre a súa capacidade para analizar multiplici-
dade de situacións diferentes.
b) O segundo é proxectar diferentes camiños de experimentación. Dentro da mul-
tiplicidade de liñas de investigación que hai na tecnoloxía do frío e dadas as
particularidades e limitacións dun centro integrado de formación profesional,
que aínda tendo capacidade de investigación,está bastante alonxada das posibi-
lidades que poidan ter centros específicos desta actividade como poidan ser
universidades ou empresas con capacidade de investigación e fondos económi-
cos para protexer as innovacións, postúlanse dúas vías plausibles de traballo de
investigación e de innovación no eido do frío no noso contexto educativo, como
son:
I. Análise comparada de diferentes tipos de circuítos traballando co mes-
mo refrixerante, de xeito que, aínda resultando circuítos máis comple-
xos, poidan ofrecer vantaxes dende o punto de vista da mellora da efi-
ciencia enerxética e polo tanto da baixada dos consumos enerxéticos
para cumprir unha fin concreta.
II. Análise do comportamento de diferentes tipos de refrixerantes, novos
no mercado ou xa existentes, traballando no mesmo tipo de circuíto e
baixo as mesmas situacións climáticas, a fin de clasificar a súas per-
formances dependendo do contexto no que traballen.
1.6 Memoria de xustificación económica
Na seguinte ligazón “Xustificación económica” accedese ao documento no que se
xustifica os gastos xerais do proxecto; que resumidamente empregaronse en 3 liñas:
Adquisición de parte do material específico para as montaxes.
Material necesario para o sistema de adquisición de datos.
Instrumentación de medición específica.
Páxina 16 de 21
2. Resultados do proxecto
2.1 Planos
Mediante os seguintes enlaces podese acceder aos planos xerados para a montaxe das
instalacións relacionadas co proxecto:
Nº plano Nº de follas Denominación
1 1 Plano de situación e liñas frigoríficas
2 1 Esquema frigorífico cámara de R-134a
3 1 Situación de sondas esquema frigorífico cámara de R-134a
4 1 Esquema sinóptico cámara de R-134a
5 1/3 Esquema de control eléctrico cámara de R-134a
5 2/3 Esquema de control eléctrico cámara de R-134a
5 3/3 Esquema de control eléctrico cámara de R-134a
6 1 Detalles bornas caixas de derivación eléctricas cámara de R-134a
7 1 Esquema frigorífico evap-1 cámara de R-507A
8 1 Situación de sondas esquema frigorífico evap-1 cámara de R-507A
9 1 Esquema frigorífico evap-2 cámara de R-507A
10 1 Situación de sondas esquema frigorífico evap-2 cámara de R-507A
11 1 Esquema sinóptico cámara de R-507A
12 1/4 Esquema de control eléctrico cámara de R-507A
12 2/4 Esquema de control eléctrico cámara de R-507A
12 3/4 Esquema de control eléctrico cámara de R-507A
12 4/4 Esquema de control eléctrico cámara de R-507A
13 1 Detalles bornas caixas de derivación eléctricas cámara de R-507A
14 1 Sistema de control e supervisión das instalacións frigoríficas
15 1/2 Esquema cadros auxiliares de control e supervisión
15 2/2 Esquema cadros auxiliares de control e supervisión
Páxina 17 de 21
2.2 Unidades de traballo
Mediante os seguintes enlaces pódese acceder ás unidades de traballo xeradas por este
proxecto:
1.- Efectos medioambientais nas cámaras frigoríficas de conxelación.
2.- Análise de ciclos frigorificos para cámaras frigoríficas de conxelación.
3.- Cálculo de cargas térmicas nas cámaras frigoríficas de conxelación.
4.- Cálculo de elementos dos circuitos frigoríficos das cámaras frigoríficas de conxela-
ción.
5.- Cálculo das tubaxes para cámaras frigoríficas de conxelación.
6.- Cálculo das cargas de refrixerante nas cámaras frigoríficas de conxelación.
7.- Esquemas frigoríficos das cámaras frigoríficas de conxelación.
8.- Cálculo das seccións eléctricas das cámaras frigoríficas de conxelación.
9.- Esquemas eléctricos das cámaras frigoríficas de conxelación.
10.- Presuposto das cámaras frigoríficas de conxelación.
Páxina 18 de 21
2.3 Datos e gráficos
Mediante o sistema de adquisición de datos implementado tómanse datos durante un
período de 23h ininterrumpidamente do 3 de Febreiro ao 4 de Febreiro; os cales forman par-
te da documentación final deste proxecto mediante o seguinte enlace “datos proxecto”.
A continuación mostranse algúns gráficos de distintas variables da instalación durante
este período de funcionamento e sácanse conclusións deles:
Temperatura producto cámara de R-134a
Temperatura exterior
Páxina 19 de 21
Temperatura cámara de R-134a
Temperatura cámara de R-507A
Páxina 20 de 21
Enerxía activa cámara de R-507A
As conclusións sacadas da análise dos anteriores gráficos son:
1. No gráfico de temperatura de produto apreciase perfectamente a carga latente de
conxelación (período de temperatura a 0ºC) do producto que neste caso eran 25
kg de auga a enfriar dende temperatura ambiente.
2. Debido aos sistemas de control de condensación das instalación que se encontra-
ban en marcha durante o período de medicións; as variacións de temperatura ex-
terior non inflúe en variacións de temperatura nas cámaras.
3. Levando a gráficos os valores acadados de temperatura interior de cámaras apré-
ciase unha maior estabilidade de temperatura ao usar o descarche por recupera-
ción de calor na cámara de R-134a fronte ao descarche por resistencias eléctricas
na cámara de R-507A.
4. Analizando os resultados vese que o existir unha parcialización de potencia do
50% na instalación de R-507A provoca menos ciclos paro-arranque; esto contri-
buiu a un menor consumo final por estar practicamente o 50% das 23h arrancada
esa cámara co 50% de potencia frigorífica.
Páxina 21 de 21
2.4 Fotos
Mediante os seguintes enlaces accédese as fotos capturadas da instalación:
1-Vista xeral unidades
2-Vista xeral cadros 134a-507
3-Condensadores instalación
4-Condensadores instalación detalle tubaxes
5-Condensadores instalación detalle paso tubaxes
6-Unidades 507A vista xeral
8-Cadros de control 507 vista xeral
9- Cadros de control 507 porta cadro 1
10- Cadros de control 507 porta cadro 2
11- Cadros de control 507 detalle porta cadro 1
12-Cadros de control 507 interior cadro 1
13-Cadros de control 507 interior cadro 2
14- Unidade 507 vista lateral.
15- Unidade 134a vista frontal
16- Unidade 134a vista lateral
17- Unidade 134a cadro de control detalle porta
18- Unidade 134a cadro de control interior
19- Cadro de supervisión 507
20- Cadro de supervisión 507 vista 2
21- Cadro de supervisión 507 vista interior 1
22- Cadro de supervisión 507 vista interior 2
23- Cadro de supervisión 134
24- Cadro de supervisión 134 vista interior 1
25- Cadro de supervisión 134 vista interior 2
26- Interior cámara 134
27- Interior cámara 507
28- Unidade 134 fora de axuste
2.5 Videos multimedia
Mediante os seguintes enlaces accédese aos vídeos multimedia feitos sobre esta instala-
ción:
Vídeo da instalación.
Video presentación módulo de proxecto dos alumnos de ciclo superior.
Vídeo do sistema de adquisición.