Cálculo del consumo energético de una planta frigorífica (2ª PARTE)

Definición del lado de descarga

Ver 1ª PARTE

Si el sistema tiene evaporadores inundados, se seleccionará si el refrigerante es bombeado a través del evaporador – en cuyo caso podemos especificar la potencia de la bomba, o si el caudal es circulación natural, en cuyo caso no hay consumo de energía del sistema de circulación.

Tanto para los sistemas de expansión seca como los sistemas inundados, tenemos la opción de especificar un circuito secundario por el que circula un refrigerante secundario al lugar donde se necesita el enfriamiento.

Independientemente del evaporador seleccionado, debemos especificar la temperatura de evaporación. Generalmente un evaporador inundado será capaz de funcionar con una temperatura de evaporación más alta que un evaporador de expansión seca (no tiene zona recalentada), y para ambos tipos, añadir un circuito secundario disminuirá la temperatura de evaporación unos grados.

Dependiendo del sistema seleccionado, especificaríamos los siguientes valores adicionales:

• Eficiencia del intercambiador de calor interno: Es la eficiencia de temperatura del intercambiador de calor interno. Un valor 0 significa que no hay intercambiador de calor y un valor 1 significa que es un intercambiador ideal. Son valores razonables 0,3 o 0,5.
• Consumo de la bomba de CO2. Solamente aplicable a sistemas en cascada. Permite definir el consumo de energía de la bomba de CO2.
• Presión intermedia. Sólo aplicable a sistemas de dos etapas.
• Diferencia de temperatura en cascada: Diferencia de temperatura a través de un intercambiador de calor en cascada en sistemas en cascada.
• Eficiencia del intercambiador de calor intercooler: Eficiencia de temperatura del intercambiador de calor intercooler para un ciclo de dos etapas con intercooler cerrado. Es razonable un valor entre 0,6 y 0,9.

Definición del lado de descarga

La especificación de un sistema se hace en una pantalla como la que mostramos al inicio del artículo.

Primero debe seleccionarse el tipo de condensador, dependiendo del tipo, debemos especificar el control de la temperatura del condensador y el tamaño del condensador.

El control de la temperatura del condensador es común para todos los tipos de condensadores, pero ligeramente diferente entre sistemas subcríticos y transcríticos.

El programa usa el algoritmo de control de la temperatura de condensación, que especifiquemos, para calcular el consumo de ventiladores (y posiblemente bombas). Si por ejemplo se especifica que la temperatura de condensación sería igual a la ambiente más 10K, entonces a una temperatura ambiente de por ejemplo 15 ºC, el programa intentará encontrar la capacidad (0 a 100 %) del ventilador que da una temperatura de condensación de 25 ºC.

Si el condensador es demasiado pequeño (por ej. no podemos conseguir una temperatura de condensación de 25 ºC incluso en capacidad del ventilador 100 %), el programa intentará automáticamente elevar la temperatura de condensación hasta que la capacidad del condensador es del 100 %.

Control transcrítico

Cuando el condensador/enfriador del gas de un sistema transcrítico está funcionando subcríticamente, el programa acepta los siguientes valores:

• Tc = Especificando el algoritmo  de control para la temperatura de condensación.
• Mínima Tc: Valor mínimo permitido para la temperatura de condensación.
• Subenfriamiento.
• Control de velocidad. Seleccionamos si los ventiladores (y/o bombas) tienen control de velocidad
• También pueden especificarse otros valores tales como la temperatura transcrítica mínima, temperatura subcrítica máxima y TC Factor 1.

Control subcrítico

Si el sistema no es transcrítico, podemos usar otros métodos de control de la capacidad del condensador.

• Constante Tc. El programa intenta mantener la temperatura de condensación seleccionada durante todo el año.
• Ventilador funcionando con compresor. Si seleccionamos los ventiladores (y bombas) que funcionarán un 100 % de todo el tiempo.

Cuando usemos control del condensador, podremos calcularlo de esta forma.

Enfriamiento libre

Si el sistema permite enfriamiento libre, podremos seleccionar el método de enfriamiento.

Si seleccionamos On/off entonces los compresores se apagarán cuando la temperatura ambiente esté por debajo de un límite especificado. Si elegimos continuo, entonces el programa reduce la linealidad de la carga de 0 a 100 % cuando la temperatura ambiente está dentro del límite especificado.

Recuperación de calor

Si se permite la recuperación de calor, podemos seleccionar entre dos estrategias de control.

Primero especificaríamos la temperatura del refrigerante deseada fuera del intercambiador de calor de recuperación de calor. Luego seleccionaríamos el método, que puede ser:

• Una función de la temperatura ambiente, donde la alta presión (presión de condensación) varía entre la temperatura de inicio y final de acuerdo con los límites de temperatura ambiente especificados.
• Constante, donde la alta presión (como mínimo) se mantiene a un cierto valor cuando la recuperación de calor está activa.

Se puede además especificar una planificación mensual para la función de la recuperación de calor.

Ver 3ª PARTE