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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.

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