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Eficiencia energética en la combinación
de climatización y frío industrial en
supermercados (proyecto efimarket)
Sevilla, 18 de febrero de 2015
Introducción
El ahorro energético como criterio de selección del sistema en instalaciones de
refrigeración comercial (supermercados, hoteles),
• Búsqueda del ahorro a corto-medio plazo
• Reducción de costes de operación
• Beneficio medioambiental.
Inversión en sistemas innovadores de refrigeración como estrategia a largo
plazo para la competitividad futura del negocio.  Diversas propuestas en el
sector para aumentar la eficiencia energética:
• Nuevos refrigerantes
• Circuitos frigoríficos avanzados.
• Integración de instalaciones para recuperación de calor
Soluciones prefabricadas con grandes posibilidades para instalaciones
comerciales de pequeña potencia, combinando la producción frigorífica y térmica
para la refrigeración y la climatización.
Necesidades típicas en un supermercado
Distintas demandas térmicas simultáneas en un supermercado de mediana
superficie
Obradores + 15ºC
Cámaras frigoríficas 0
a +5ºC
Vitrinas expositoras
+0ºC
Expositores refrigerado
Carnes (0ºC),
frutas y verduras (+5ºC
Murales de lácteos 5ºC
Agua caliente
Islas de congelados
-18ºC a -25ºC
CLIMATIZACION
Necesidades típicas en un supermercado
Distribución de consumos
energéticos en un supermercado de
mediana superficie
60-70%
compresores
y condensadores
30-40%
Iluminación,
ventiladores y
desescarche de
evaporadores
Las instalaciones térmicas y frigoríficas representan 3/4 partes de la
factura eléctrica
Posibilidades de ahorro energético
Posibles medidas de ahorro energético
Ahorro estimado

Recuperación de calor para calefacción
10 %

Recuperación de calor en ACS
2%

Iluminación LED de expositores
5%

Ventiladores electrónicos
5%

Desescarche con calor recuperado
2%

Optimización en la producción y demanda frigorífica 45%, desglose acumulativo:

Producción centralizada
5%

Compresores más eficientes
3%

Nuevo refrigerante
3%

Combinación Frío - Climatización
5%

Control de condensación flotante
2%

Evaporación flotante
3%

Capacidad variable
5%

Expansión electrónica
3%

Acumulación de frío
10 %

Instalación de puertas en expositores
20%
Proyecto efimarket
Objeto

Investigación y desarrollo de un sistema indirecto combinado de
climatización y frío industrial aplicado a supermercados de mediana
superficie.
Participantes


Consorcio de fabricantes en el marco de AFAR
IAT y empresas colaboradoras.
Cofinanciación

Programa de Incentivos para el fomento de la innovación y desarrollo
empresarial en Andalucía de la agencia IDEA, Programa Operativo FEDER
Andalucía 2007-2013.
Fases del proyecto
Objetivo

Desarrollo e investigación en sistemas eficientes y sostenibles para la
refrigeración y climatización de supermercados.
FASE I – Sistema indirecto de refrigeración con glicol





Combinación de la producción frigorífica de frío y climatización
Desarrollo de la planta frigorífica de glicol y agua
Desarrollo de expositores y vitrinas con baterías de glicol.
Construcción del supermercado piloto y ensayo del sistema.
Ensayo de otros sistemas adicionales.
FASE II – Sistema de refrigeración con CO2 subcrítico


Investigación preliminar en sistemas y componentes.
…
Laboratorio efimarket
Simulación de la sección de frío de un
supermercado medio (500m2)
AREA DE VENTAS
Instalaciones del IAT en Lucena
CÁMARA CLIMÁTICA
PLANTA FRIGORIFICA
Laboratorio efimarket
AREA DE VENTAS
CÁMARA CLIMÁTICA
PLANTA FRIGORIFICA
Laboratorio efimarket
AREA DE VENTAS
CÁMARA CLIMÁTICA
PLANTA FRIGORIFICA
Laboratorio efimarket
AREA DE VENTAS
CÁMARA CLIMÁTICA
PLANTA FRIGORIFICA
Sistema efimarket FASE I
Sistema indirecto de refrigeración y climatización R134a - PG/AGUA
Ensayos auxiliares de condensación indirecta
CIRCUITO DE AGUA +7 / 12°C o 45/40°C
AEROREFRIGERADOR
FANCOIL
CLIMATIZADOR
BUCLE DE CONDENSACION
15 / 20ºC
CIRCUITO DE GLICOL -10 / -5°C
PLANTA FRIGORIFICA
FRIO - CLIMA
GLICOL
CALIENTE
40°C
SERVICIO POSITICO
DESESCARCHE POR
GLICOL CALIENTE
SERVICIO POSITIVO
DESESCARCHE POR AIRE
SERVICIO NEGATIVO
CONDENSADOR POR GLICOL
SERVICIO NEGATIVO
CONDENSADOR POR AGUA
Sistema efimarket FASE I
Refrigerante primario

R134a (PCA =1400) 20kg
0,3 kg/kW

Circuito hermético probado en fábrica

Retrofit a alternativas futuras: HFOs
Refrigerante secundario

Solución de propilenglicol al 35%

Estado líquido a presión y temperatura ambiente

Propiedades termofísicas parecidas a las del agua

Punto de congelación -18ºC

Compatibilidad alimentaria

Inocuo para el medioambiente

Biodegradable
¿Por qué un sistema indirecto?
Dos criterios:
TEWI
Coste anual de suministros:
Impacto total equivalente
sobre el calentamiento
atmosférico (ton CO2)
energía eléctrica
gas refrigerante + tasa
(k€/año)Coste anual de suministros k€/año
Indice TEWI (Impacto total eq. sobre el calentamiento atmosférico) tonCO2
2000
1600
1200
800
400
>40kW
efimarket I
efimarket II
10
0
Expansión directa R404A
1
Expansión directa R134A, R404A
2
Tricentral R407a o R449a
3
Expansión dir. R134 cascada CO2
4
Sistema indirecto de AGUA-R404a
5
Sistema indir. R134A-AGUA-R404a
6
Sistema indirecto R134a-PG-R290
7
Sistema efimarket R134a-PG-R290
8
Sistema CO2 transcrítico
9
Sistema R134-CO2 Subcrítico
1…
12
14
16
18
efimarket I
efimarket II
20
2
Planta frigorífica efimarket
Planta frigorífica combinada frío y climatización

Agua glicolada para frío
30 kW

Agua fría para climatización
32 kW

Agua caliente para calefacción
45 kW

Glicol caliente para desescarche (opción)
Características

Compacta y silenciosa.

Condensación por aire axial o centrífuga

Compresores Scroll insonorizados

Ventiladores EC a velocidad variable

Bombas EC a velocidad variable
Varios modelos bajo el mismo concepto

Pot.frig: 25, 30, 40, 50, 60 y 75 kW
Planta frigorífica efimarket
Circuito frigorífico avanzado
Economizador
P
Recuperación de calor
T
AGUA
T
12/7°C
40/45°C
T
AGUA 12/7ºC o 40/45ºC
RECUPERADOR
DE CALOR
P T
COMPR. AT
P
T
GLICOL
10°C
GLICOL CALIENTE 40ºC
COMPR. MT
T
P
T
T
GLICOL
T
-5/-10°C
ECONOMIZADOR
T
GLICOL FRIO -5/-10ºC
AGUA
ambiente
GLICOL
AGUA
ambiente
GLICOL
Optimización energética
Recuperación de calor para calefacción

La recuperación total del calor en invierno tiene un COP de 6,5 a 10

Implica forzar la temperatura de condensación

Ahorro energético del 15%.
Economizador frigorífico

Permite producir frío positivo adicional al coste energético de la climatización

Implica una mejora del COP de la producción de frío del 10%.
Frío negativo en cascada

Implica una mejora del COP del 15% en la producción de frío negativo.
Rendimiento efimarket
Rendimiento optimizado de la planta

Exp. dir. R404a
COP = 2.1 (con economizador)
Exp. dir. R134a
1.9
2.2
-10/+45°C
-10/+45°C

Condicones: glicol -5/-10°C, ambiente:
+35°C

Incluyendo pérdidas por transporte
-2%
2K
2K

Incluyendo pérdidas térmicas en tuberías
-2%
2K
4K
Rendimiento del sistema MT + BT
0.00
Expansión directa R404A
Expansión directa R134A, R404A
Tricentral R407a o R449a
Expansión dir. R134 cascada CO2
Sistema indirecto de AGUA-R404a
Sistema indir. R134A-AGUA-R404a
Sistema indirecto R134a-PG-R290
Sistema efimarket R134a-PG-R290
Sistema CO2 transcrítico
Sistema R134-CO2 Subcrítico
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
Servicios frigoríficos
Expositores refrigerados por glicol

Puertas de vidrio en expositores murales e islas
de congelados

Iluminación led

Ventiladores electrónicos

Vidrios de baja emisividad con film
anticondensación.

Desescarche inteligente.
Servicios frigoríficos
Servicios con grupo incorporado

Refrigerante R290 y R407 en grupos
incorporados.

Compresores de velocidad variable y válvulas de
expansión electrónica en grupos incorporados.

Desescarche inteligente.
Equipos condensados por agua para cámaras
de congelados

Refrigerantes R290 y R407a…

Condensación en glicol / circuito de
climatización
Otros sistemas auxiliares
Otros sistemas en ensayo

Expositores murales con grupo frigorífico
condensado por agua.

Sistema indirecto de condensación en circuito
de agua.

Armarios refrigerados e islas de congelados con
grupos incorporados y refrigerante R290.

Sistema de supervisión Plant-Visor.

Sistema de climatización con difusión de aire
mediante conductos textiles.
Red de distribución
Comparativo de red de distribución 25kW MT - 7.5 kW BT

Instalación de referencia R404a






Tubería de cobre
Uniones soldadas
Fugas invisibles
Presión de trabajo 2 – 28 bar
350 gr/m R404a x 100 €/kg
R404a
MT
R404a
BT
Instalación hidráulica PG






Tuberías de polietileno
Conexiones roscadas
Presión de trabajo 0,5 bar
Fugas visibles
Aislamiento 30mm
1,4 l/m PG x 3 €/l
PG
PG
Conclusiones
Sistema efimarket
Producción combinada de frío y climatización.
para supermercados.
Sistema indirecto con agua glicolada
 Objetivos:





Reducción de la carga de refrigerante HFC a 1/10
0 fugas de refrigerante
Reducción del consumo eléctrico al 50%
Actual etapa de toma de datos.
Gracias por su atención…
Javier Cano Cavanillas
Ingeniero Industrial
[email protected]
616 810 498
Agradecimientos…