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El CO2 como agente refrigerante:
brillante desde el punto de
vista económico y ecológico
Refrigeración industrial con CO2
90%
menor carga de
amoníaco
al utilizar CO2 en
combinación con NH3.
www.danfoss.com/ir
¿De verdad se puede hacer eso?
El CO2 es una magnífica opción a la hora de sustituir
un sistema basado en HFCs y glicol como parte de
una instalación de refrigeración industrial. Danfoss
cuenta con la experiencia en la aplicación de
tecnologías y los conocimientos necesarios para
poner a su alcance componentes de máxima calidad
que le permitirán construir sistemas de refrigeración
fiables, económicos y ecológicos empleando CO2
como refrigerante secundario.
Disfrutará también de otras ventajas, como su
carácter compacto y la posibilidad de usar tuberías
más pequeñas y bombas cuyo consumo energético
equivale a sólo un 10 % del que generan los sistemas
tradicionales con salmuera.
Además, los costes de operación y mantenimiento de
las instalaciones de procesamiento y almacenamiento
refrigerado resultan notablemente inferiores a los
que se derivan de los sistemas tradicionales con
salmueras basadas en agua.
Use CO2
para ahorrar CO2
Usar CO2 como refrigerante
secundario permite reducir el
consumo energético y la huella de
carbono total de una instalación
de refrigeración, así como ahorrar
dinero.
¡Por supuesto!
La refrigeración industrial con CO2:
• Se basa en una tecnología fiable y de eficacia probada
• Representa un modo de reducir el gasto energético hasta en un 20 %
• Permite construir sistemas de refrigeración más eficientes
• Es ecológica
•Es menos costosa en términos de funcionamiento y mantenimiento,
en comparación con los sistemas de refrigeración tradicionales
La atractiva idea de usar CO2 como refrigerante
secundario no es nueva. El CO2 no sólo es
abundante y relativamente barato, sino que,
además, no es tóxico ni inflamable.
El desafío que suponía trabajar con altas presiones
sin aumentar el coste ya es historia. La tecnología ha
alcanzado su madurez y los componentes estándar de
52 bar son una realidad, lo cual convierte los
sistemas con CO2 como refrigerante secundario
en ventajosos económicamente y con el medio
ambiente.
Danfoss ha estado siempre en primera línea y piensa
continuar estándolo poniendo a disposición de sus
clientes soluciones diseñadas para funcionar en las
condiciones que imponen los sistemas basados en
CO2, un campo en el que posee experiencia y amplios
conocimientos.
CO2: le va a encantar
• Excelentes propiedades termofísicas
• No corrosivo
• No tóxico
• No inflamable
• ODP = 0*
GWP = 1**
•Baja viscosidad, permitiendo el uso de
tuberías más pequeñas
•Relaja los requisitos, dando cabida a
bombas de menor eficiencia
•Funciona como agente refrigerante, aun
cuando su consumo energético es menor
* ODP son las siglas en inglés de “potencial de
agotamiento del ozono”.
** GWP son las siglas en inglés de “potencial de
calentamiento global”.
CO2 como agente refrigerante
El CO2 posee un factor de eficiencia de transferencia
de calor muy elevado. Este, unido al carácter constante
de su temperatura de evaporación, hace posible su
uso con una menor diferencia de temperatura en
evaporadores e intercambiadores de calor. El resultado
es un consumo energético muy inferior.
Dado que el CO2 es notablemente menos viscoso en
todo el rango de temperatura, es posible reducir el
tamaño de las tuberías, de la bomba y contribuir, de
este modo, a minimizar el coste del sistema.
Alto factor de eficiencia de transferencia de calor
Factor de eficiencia de transferencia de calor [%]
Referencia:
agua a +10 °C
120
Agua
100
CO2
Amoníaco, 17,7 %
80
HYCOOL 30
Temper -30
60
Etilenglicol,
40,2 %
Propilenglicol,
43,2 %
40
20
0
-40-35-30-25-20-15-10 -5 0 5 10 15 20 [°C]
El factor de eficiencia de transferencia de calor expresa la relación entre el coeficiente de transferencia de calor y la
temperatura de refrigeración.
Baja viscosidad
CO2
DN 65
Viscosidad cinemática [cSt]
50,0
10,0
Glicol
DN 150
1,0
0,1
-20 -18-16 -14 -12-10 -8 -6 -4 -2 0
Temperatura [°C]
VDI, cloruro de calcio, 21,8 % en masa
HYCOOL 20
ASHRAE, etilenglicol, 35,1 % en vol.
ASHRAE, propilenglicol, 39,5 % en vol.
ASHRAE, dióxido de carbono, 0,0
Bajo coste de instalación
Los sistemas que emplean CO2 como agente refrigerante
son relativamente menos complejos en comparación
con los sistemas de refrigeración más convencionales.
Esto, sumado a la posibilidad de usar tuberías y bombas
de menores dimensiones, significa que un sistema de
refrigeración con CO2 puede ser hasta un 12 % más
barato de instalar que los sistemas que emplean
salmueras acuosas y glicol. Calcule lo que podría
ahorrar con nuestra sencilla herramienta de cálculo,
disponible en el sitio web www.danfoss.com/COtoo.
Sistema con CO2 como salmuera
Enfriador con amoníaco e intercambiador de calor en cascada
Sistema secundario con CO2
Sistemas con salmueras acuosas
Grandes depósitos
TI
M
TI
PDT
TI
M
TI
TI
M
SC
TI
PI
PI
TI
Normalmente, 2 conjuntos de bombas
Se requieren controles de temperatura
para obtener un buen rendimiento
Recipiente de expansión
Usar CO2 para ahorrar dinero
La tecnología de refrigeración con CO2 ha evolucionado
considerablemente en los últimos años. Las instalaciones
que combinan NH3 y CO2 ya no son más caras de instalar.
Incluso en los casos en los que el sistema presenta un mayor
coste de instalación, la experiencia demuestra que,
Referencia de cálculo de la eficiencia del
CO2 como salmuera
Temperatura del aire, taire
Potencia de refrigeración, Qo
Tasa de circulación, n
Diferencia de temp. en evap., dtevap
Diferencia de temp. en PHE, dtPHE
Diferencia de temp. de la salmuera, tsalida - tentrada
Temp. de evaporación, to
Ganancia de calor complementaria, kq
Ganancia de calor complementaria, Qcomp
¿Uso de controladores de frecuencia?
Presión de carga de la bomba, Hbomba
Cons. de potencia de la bomba, Pbomba
Potencia de refrigeración ajustada, Qo, aj
Cons. de potencia del compresor, Pcomp
Horas de funcionamiento al día
Cons. energético total de la instalación
Cons. energético diario total
Ahorro energético
en promedio, el 10 % de la inversión se recupera
rápidamente como resultado de su menor consumo
energético. La tabla siguiente compara el consumo
energético de dos sistemas: uno con propilenglicol
y otro con CO2.
CO2
Propilenglicol
0
500
1,1
5,0
3,0
7,0
4,0
4,0
-11,0
7%
34
NO
2,5
11,0
543,6
150,5
-8,0
5%
25
NO
2,5
0,7
525,7
131,0
18,0
132
2.375
161
2.971
20 %
Unidad
°C
kW
K
K
K
°C
%
kW
bar
kW
kW
kW
h
kW
kW*h
%
Cálculo del ahorro
0,1
4
14 %
Precio por kW*h
Vida útil de la instalación
Descuento
Coste inicial
Coste de la energía consumida, vida útil
Ahorro energético total
Ahorro energético anual
VAN
550.000
347.468
500.000
434.646
87.177
21.794
19.645
EUR
años
%
EUR
EUR
EUR
EUR
EUR
Usar CO2 para ahorrar CO2
Siempre que se opta por el uso de CO2 como sustituto de gases
convencionales como los HFCs, el medio ambiente se beneficia
de ello. De por sí, el CO2 es un gas de efecto invernadero; sin
embargo, estudios demuestran que el impacto de los HFCs
sobre el calentamiento global es hasta 6.000 veces mayor que
el del CO2. Gobiernos de todo el mundo están trabajando ya
para reducir el uso de los HFCs. El uso de CO2 como agente
4.383.642 km no recorridos
refrigerante, por tanto, no sólo permite reducir la huella de
carbono gracias al reducido consumo energético que genera
y su despreciable efecto sobre el medio ambiente en
comparación con los gases convencionales, sino también
salvaguardar una instalación de refrigeración frente a las
futuras limitaciones. El ejemplo anterior se traduce en las
siguientes ventajas medioambientales:
6.255 árboles salvados
565 toneladas de CO2 no emitidas
Mínimo gasto energético,
máxima frescura
Danfoss es un proveedor de sistemas de refrigeración
secundarios basados en CO2 fiable y con experiencia. Saque
partido de los conocimientos que hemos adquirido durante
la instalación de más de 1.000 sistemas transcríticos por
todo el mundo y una década de pruebas de campo. Nuestra
experiencia en torno al diseño de sistemas con CO2 cubre
todos los aspectos, desde el diseño de los controles, válvulas
y compresores hasta la asistencia técnica y la monitorización.
País
Tamaño [kW]
Observaciones
CANADÁ
490
Sistema de BT y MT con NH3 - CO2 como salmuera
FINLANDIA
400
Sistema con CO2 para el túnel de esquí Vahterus Ring
RUSIA
4.300 Instalación de grandes dimensiones basada en CO2 en Miratorg
EE. UU.
3.600 Almacén para US Cold Storage en Pensilvania
CHINA3.000
Instalación de producción de NH3-CO2 y cámara frigorífica basada en dichos refrigerantes en Dalián
HOLANDA
En Róterdam, cerca del puerto, se encuentra el sofisticado
centro de distribución de frutas de De Jong Coldstores,
en el que se almacenan miles de toneladas de fruta fresca
antes de su distribución a consumidores de toda Europa.
Mantener la fruta fresca y refrigerada puede ser un
quebradero de cabeza, especialmente si se tiene en
cuenta que la cadena del frío no puede romperse.
En la instalación, un conjunto de grúas y cintas
transportadoras completamente automáticas gestiona,
sin intervención humana, 12.500 palés que se almacenan
en 15 compartimentos cuya temperatura se controla
individualmente.
Conscientes de la necesidad de sustituir el amoníaco por
una solución basada en NH3/CO2, De Jong Coldstores y
su contratista holandés, Cofely, diseñaron un exclusivo
sistema de refrigeración empleando 100 evaporadores
con válvulas ICF de Danfoss que proporciona una
capacidad de refrigeración de 3.000 kW.
Los requisitos en materia de presión de trabajo eran
bastante altos, como suele ocurrir al tratarse de sistemas
refrigerados con CO2, por lo que se estableció una
presión de trabajo máxima de 52 bar. El proceso de
instalación parecía complejo, debido principalmente a
la escasez de experiencia. Los conocimientos necesarios
fueron aportados por Danfoss y hoy permiten a De Jong
Coldstores mantener la fruta fresca a temperaturas óptimas,
ahorrar dinero en sus operaciones cotidianas y colaborar
con el medio ambiente.
Cifras clave:
• Espacio de almacenamiento: 100.000 m3
• Capacidad: 10.000 a 15.000 palés
• Capacidad de refrigeración: 3.000 kW
• Presión de trabajo máxima: 52 bar
•Ahorro energético estimado en
comparación con los sistemas
convencionales: 19 %
Danfoss Refrigeración Industrial
Un mundo de experiencia a un clic
Cambie a Danfoss si deseas combinar calidad de componentes junto con el soporte de
expertos . Pruebe estas herramientas gratis, diseñadas para hacer su trabajo más
sencillo.
Coolselector® 2: nuevo software de cálculo para aplicaciones de
refrigeración industrial
Coolselector® 2 es la nueva herramienta de cálculo diseñada por Danfoss que facilita
y acelera los procesos de selección vinculados a cualquier proyecto de refrigeración
industrial. Coolselector® 2 es una exclusiva herramienta de cálculo y soporte para
contratistas y diseñadores de sistemas que ofrece un conjunto completo de
funciones de cálculo de la caída de presión, análisis de tuberías, diseño de válvulas y
generación de informes de rendimiento. Esta nueva herramienta viene a sustituir al
popular software DIRcalc™ y aporta nuevas y útiles funcionalidades.
Aplicación Danfoss IR
La aplicación gratis IR , le brinda una herramienta de repuesto que le facilita
encontrar el número de pieza de repuesto para una válvula de refrigeración
industrial proporcionado por Danfoss.
Descarga símbolos CAD en 3D
De nuestro catálogo de productos en línea en nuestro sitio web, puede descargar
los símbolos CAD en 3D e ilustraciones que le ayudarán a la hora de diseñar las
plantas de refrigeración.
Herramienta de aplicación IR
Con esta interactiva presentación Power Point, usted puede explorar todos los
detalles de una planta de amoniaco de doble plataforma. Encontrará dibujos de
corte transversal e información detallada sobre las válvulas en la instación junto con
links de videos, literatura y animaciones de productos.
Manual de aplicación
El Manual de Aplicación está diseñado para ayudarle en cada paso del camino al
trabajar con sistemas de Refrigeración Industrial. Entre muchas otras cosas, este
contiene ejemplos de como seleccionar los métodos de control para diferentes
sistemas de refrigeración , su diseño y qué componentes escoger.
Visite www.danfoss.com/IR-tools y encuentre las herramientas que necesite.
Danfoss no se responsabiliza por errores en catálogos y otros materiales impresos. Danfoss se reserva el derecho de modificar sus productos sin notificarlo. Esto también aplica a los productos que ya estén
bajo pedido que tales modificaciones pueden ser realizadas sin cambios subsecuentes, siendo necesarias en las especificaciones ya acordadas. Todas las marcas registradas de este material son propiedad
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DKRCI.PB.000.N4.05
Producido por Danfoss® RC-MC/DBS 2015-03