Cámaras para refrigeración
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Refrigeration and Air Conditioning MasterMaterial de Educacin Intermedio Mdulo de Aplicacin Cmaras
Mdulo de Aplicacin
Gua de Aplicacin de Cmaras
Propsito El propsito de este mdulo es dar una idea sobre las aplicaciones y reas de trabajo de las cmaras frigorficas. Despus de este mdulo debe ser capaz de conocer los elementos principales que forman una cmara, su construccin y automatizacin.
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin de aire Diseo del sistema de refrigeracin 6a Principales componentes 6b Principales funciones 6c Aplicaciones & Controles
7
Comunicacin de datos y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias en las cmaras
Qu es una cmara?S S U RE NSM I T ER T A KS 3 3 0 G 2 10 3 Pe : / M WP -1 - 3 4b ar -1 4 .5 - 4 93 p s i g 5 8 0 ps i g 1 0 - 3 0 V d. c . 4 - 20 m A + SU P PL Y V O L T A G E - CO M M O N
Qu es una cmara?
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin del aire Diseo del sistema de refrigeracin 6a Componentes principales 6b Funciones principales 6c Aplicaciones & Controles
7 Comunicacin y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias
Propsito / HACCP
Por qu se necesita mantener los productos a baja temperatura?La refrigeracin retrasa la descomposicin de los alimentos, por ejemplo, el crecimiento de los microorganismos1000000 100000 10000 Count 1000 100 10 1 0,1 0 10 20 30 Time in h 40 30C 25C 20C 18C 15C
Bacterial growth
Objetivo de la cmara Almacenar Alimentos frescos Alimentos refrigerados Congelados Facilitar los procesos de alimentos
Requisitos del cliente Mantenimiento fcil Normativa de alimentos Ahorro de energa
Qu es HACCP? Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) Mtodo para identificar los riesgos para la salud o factores en relacin con la produccin, distribucin y consumo de alimentos.
HACCP HACCP es una parte de la legislacin para la seguridad de los alimentos Los productores de alimentos e ingredientes para alimentos deben controlar y verificar que sus productos y mtodos no generan riesgos para la salud.
Cual es la funcin de la HACCP? Control de las materias primas Mtodos de produccin (tratamientos de calor, almacenaje de fro, etc.) Control de la calidad final del producto Procedimiento de limpieza y desinfeccin de equipo y cmaras Instrucciones para el personal
No romper la cadena del fro
PRODUCCIN
DISTRIBUCIN
MATADERO
TIENDA
CONSUMIDORHE Heat Exchanger - 25/08/11 page 14
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin del aire Diseo del sistema de refrigeracin 6a Componentes principales 6b Funciones principales 6c Aplicaciones & Controles
7 Comunicacin y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias
Qu es importante en una cmara ? Procesos microbiolgicos Procesos qumicos Procesos mecnicos Temperatura Humedad Velocidad del aire Atmosfera Proceso de enfriamiento Tiempo de almacenamiento
Qu productos son almacenados? Carne Aves Productos lcteos Pescado Verduras Fruta Etc
Ejemplos de productos que requieren tratamientos especiales: Patatas Pltanos Tomates Manzanas Lechugas Uvas
Cmo preservar la calidad de los alimentos?La reduccin en la calidad de los productos (deterioro de los alimentos) se produce rapidamente si no se almacena el producto correctamente: Como alimento enfriado o congelado Como alimento seco Como alimento sazonados Como alimentos ahumados Como alimentos en conservas Como alimentos envasados al vaco
En este mdulo nos centraremos en alimentos rerigerados almacenados
Conservacin - alimentos Procesos de congelacin y refrigeracin Verduras, carne y pescado Sazonados / ahumados Carne y pescado
Procesos de secado Carne y pescado
Proceso de endulzamiento Jamn, frutas
Alimentos La carne es un producto muerto. El proceso de deterioro del producto comienza justo despus de sacrificar al animal. Las frutas y verduras son productos vivos. El metabolismo continua vivo tras su recoleccin.
Buena Calidad en un alimento es un trmino muy amplio que asegura que tanto los factores fsicos como los organolpticos cumplen los requisitos necesarios para el consumo del mismo Factores fsicos: Tipo y nivel de contaminacin bacteriolgica y procesos qumicos, tipo y cantidad de conservantes aadidos Factores organolpticos: sabor, color, olor, consistencia, etc
Procesos - alimentos Procesos microbiolgicos p.e crecimiento de bacterias
Procesos qumicos p.e reacciones de degradacin
Procesos mecnicos p.e manipulacin y empaquetamiento de productos
Procesos microbiolgicosMicroorganismos - Tipos tiles (la levadura se utiliza para hacer pan u cerveza, la bacteria de cido lctico para los productos lcteos) Contaminantes (no es peligroso pero cambian el sabor, olor, color, consistencia, etc.) Patolgicos (producen toxinas o causan enfermedades serias)
Microorganismos - tamaos Bacteria (pocas m por dimetro) Levaduras (hasta 30 m por dimetro) Virus Parsitos
Procesos microbiolgicos
Crecimiento de los microorganismos en la superficie y en los alimentos Bajo condiciones ideales una sola bacteria puede reproducirse en 100 M bacterias en seis horas!
1000000 100000 10000 Count 1000 100 10 1 0,1 0
Bacterial growth
30C 25C 20C 18C 15C 10 20 30 Time in h 40
Procesos qumicos (carne)
Formacin de cido lctico a partir de glucosa Descomposicin (procesos enzimticos) Oxidacin productos grasos (comienza a estar rancio)
Procesos qumicos (frutas y vegetales)MetabolismoC6H12 O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + Calor
Produccin de CO2 y acetileno, se puede necesitar la ventilacin de la cmara Concentraciones elevadas de CO2 pueden estropear el productopeligroso para personas trabajando en la cmara
El agua producida no es siempre bueno para el producto El calor producido (aprox. 3.768 kcal / kg C6H12 O6) se debe extraer
Influencia de la temperaturaProcesos microbiolgicos Reduciendo la temperatura se reduce el crecimiento de los microorganismos Algunos microorganismos pueden crecer incluso a 12 C La congelacin solo mata entre el10 90 % de los microorganismos
Los parsitos se pueden matar completamente con la congelacin (p.e si se almacena a -20 C durante una semana).
Influencia de la temperatura en el tiempo de almacenamiento500 300 200 100 50 30 20
Days
LEGEND10 5 3 2 -30 -20 -10Beef Raw chicken Fish, low fat Egs Apples Oranges Banana Apples, CA
Temperature [ C]
0
10
20
30
Influencia de la temperaturaAlmacenamiento 2 0 0 0 de alimentos en 1 0 0 0 temperaturas por 5 0 0 debajo de 0 CDays2 0 0 2 1 3 4 5 6 8 7
1
05 0
0LegendF r u it a n d b e r r ie s V e g e ta b le s R a w m e a t , lo w fa t R a w m e a t, fa t F is h , lo w f a t S m oked bacon Saussages F is h , fa t
2
0
1
0 0 - 5 - 1 0 - 1 5 - 2 0 - 2 T e m p e r a tu r e [C ]
5
- 3
0
- 3
5
Influencia de la temperaturaProceso qumico (carne) La temperatura baja disminuye los procesos qumicos (descomposicin) Los procesos qumicos no se pueden parar por congelacin ! Algunas descomposiciones son necesarias (ternera) !
El enfriamiento de carne fresca demasiado rpido puede daar las propiedades (cold shortening and black boning) El pescado (sardinas, caballa) son muy sensibles a la oxidacin y deben mantenerse por debajo de 28C
Influencia de la temperaturaProceso quimico (frutas y vegetales) Baja temperatura reduce el metabolismoProducto Manzana Manzana madura Coliflor Repollo Cebolla Peras Peras maduras Patatas Tomates Calor de respiracin [W/1000 kg] @ 0 C @ 10 C @ 20 C 1.46 0.87 5.03 1.93 6.93 1.16 0.87 2.08 1.60 4.84 2.48 12.00 4.26 5.88 5.03 4.41 2.52 3.48 9.88 5.72 33.63 10.95 5.43 21.32 17.44 3.97 8.97
Influencia de la humedad Los microorganismos requieren agua para crecer Las bacteras requieren ms agua libre que otros microorganismos.
La mayora de las bacterias y hongos se encuentran en la superficie del producto. Por lo tanto, la humedad del aire es muy importante en los productos sin envasar El pescado sin envasar es un producto muy sensible Desde un punto de vista bacteriolgico aire con baja humedad es lo mejor
Influencia de la humedad
Una humedad baja roba agua a los productos La deshumidificacin trae consecuencias no deseables Prdida de peso Prdida de calidad
Influencia de la humedad Una humedad del aire correcta mantiene los productos frescos y aumenta la vida del producto Para mantener una humedad constante y adecuada, la temperatura se debe mantener constante. En cada ciclo de temperatura se produce un pequeo proceso de secado.Producto Patatas Tomates Manzanas Ajos Pollo Pescado fresco Humedad % 90 - 95 90 - 95 90 - 95 65 - 70 95 -100 95 - 100
Influencia de la velocidad del aire Velocidades altas del aire aumentan la conveccin y los coeficientes de transferencia de calor Reduce el tiempo necesario para enfriar Aumenta la perdida de agua en los alimentos
Influencia de la velocidad del aire Perdida de agua ( m)
m = PF VPD PF (Factor de producto) depende de la velocidad del aire y del tipo de producto VPD (Deficit de la presin de vapor) es la diferencia entre la presin de vapor de agua en el aire dentro de la cmara y el aire que rodea la superficie del producto
Influencia de la velocidad del aireProducto-4 Factor del producto PF (x10 ) Velocidad del aire entre 0.005 y 0.15 m/s Sin movimiento de aire 0,47 0,90 3,56 10,44 0,50 1,12 0,36 2,55 1,22 2,23 1,40 2,37 0,99 3,13 4,68 6,12 0,07 0,11 8,64 20,52 0,25 0,36 2,88 3,96
Manzanas Broccoli Repollo Zanahorias Coliflor Coles Pepino Lechuga Melon Championes Peras Fresas
La unidad de PF es :
% Pa h
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin del aire Diseo del sistema de refrigeracin 6a Componentes principales 6b Funciones principales 6c Aplicaciones & Controles
7 Comunicacin y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias
Clculo de cargasEs muy importante considerar todas las aportaciones de calor al sistema para realizar el clculo de la necesidad frigorfica en una cmara.
Rango de temperaturas +7 a +12C: +2 a +6C: -25 a -18C: -32 a -60C: Zonas de trabajo Cmaras de refrigeracin Cmaras de congelacin Almacenamiento especial
Opciones Unidad compactas , cmaras < 30m3 Sistemas remotos Centrales de compresores Multicircuito (Unidades condensadoras remotas)
Calor de respiracinRecuerde que los vegetales estn vivos y que desprenden:
calor de respiracinla cantidad de calor procedentes de los vegetales depende de la temperatura de almacenamiento.HE Heat Exchanger - 25/08/11 page 42
Calor de respiracin1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.HE Heat Exchanger - 25/08/11 page 43
Espinacas Championes Judas verdes Lechuga Peras, maduras Tomates, verdes Peras, verdes Tomates, maduras Pltanos, maduras Manzanas, maduras Pltanos, verdes Manzanas, verdes Uvas Naranjas Cebollas Pomelos Patatas
Propiedades fsicas y condiciones de almacenamiento%a u ga C r e yp llo an s o s T r ea ( r s ) en r , ga o T r ea ( a r ) en r , m go C r eo od r Mn c a te a C r eo ga o od r , r s C r eo m go od r , a r Cr o b c n ed , a o C r o ga o ed , r s C r o ja ed , m n C r o m go ed , a r P llo o C n jo oe T r ea en r Vnd eao P s a o ec ec d , t Cv r a ia Ps ao au ec d, z l Ps ao b no e c d , la c O tr s c n h s a, oc a Mr c ais o P o u to l t o , e c r d c s ce s t . P n in g l a , te ra Pn b no a , la c M n q illa a te u N ta 3 %ga a a , 0 rs Q e o ga o us , r s Qe o fe c us , r s o C o o te h c la L c ee p lv eh n o o H eo u vs H e ol u o u v q id H la o e d M r ain ag r a Lc e eh 5 1 7 2 6 5 4 6 5 0 6 7 3 9 3 9 4 -5 5 5 4 6 7 4 6 8 6 3 7 4 C lo e p c ic k a g a r s e f o c l/k C P re c a o n im P r d b jod l o ea e pn u to pn d u to e c ne c n o g la i c ne c n o g la io 0 0 ,6 0 7 ,7 0 2 ,7 0 4 ,5 0 0 ,6 0 3 ,7 0 1 ,5 0 1 ,5 0 5- 0 5 ,5 ,6 0 0 ,6 0 0 ,8 0 4 ,7 0 1 ,7 0 8 ,7 0 5 ,3 0 1 ,4 0 8 ,3 0 1 ,3 0 5 ,3 0 0 ,4 0 2 ,3 0 2 ,3 0 5 ,3 0 7 ,3 0 3 ,4 0 0 ,4 0 8 ,3 0 1 ,4 C lo la n d la a r te te e f s nk a g u i c l/k 4 0 5 8 5 1 3 7 4 0 5 3 3 1 3 1 3 -4 5 5 3 7 5 9 5 4 5 0 5 9 Pn d u to e c ne c n o g la i C - ,0 2 - ,5 1 - ,5 1 - ,0 2 - ,5 1 - ,5 2 - ,5 2 - ,0 2 - ,0 2 - ,0 1 - ,5 1 - ,5 1 - ,5 1 F t syv r u a rua ed r s Mn a a az ns A aic q e lb r o u s E p ra o s r g s P ta o l n s C le d bu e s o s e r s la Zn h r s a a oia C liflo o r A io p C re a e zs Pp o e in s D tile , s c s s eo H o,s c s ig s e o H o , fe c s ig s r s o A s jo Go e s r s lla P m lo o e s Ua vs Rb n s ao L oe im n s Lc ua ehgs M lo e e ns Ca p o e h m i n s Ne e , s c s uc s ea C b lla eo s N ra ja a n s M lo o n s e c to e P ra e s P ra , v r e e s ed s C u la ir e s P ta s a ta C la a a a bz s Fa b e a r mu s s R ib r o u ab Ep a a s in c s Fe a rss T m te , m d r s o a s a uo T m te , v r e o a s ed s %a u ga 8 5 8 5 9 3 7 5 8 5 8 8 9 2 9 -9 0 5 8 3 9 6 2 0 2 4 7 8 7 4 8 9 8 9 8 2 7 3 8 9 9 5 9 2 9 1 5 8 8 8 8 8 7 8 3 7 4 8 6 7 8 9 0 8 4 9 5 9 3 9 0 9 5 9 4
5 -6 0 0 6 0 7 5 8 0 8 -8 0 5
0 0 ,7 0 8 ,6 0 3 ,8 0 4 ,8 0 5- 0 ,8 ,9
0 1 ,3 0 8 ,3 0 3 ,4 0 4 ,4 0 5 ,4
4 -5 5 0 4 9 5 9 6 4 6 -7 5 0
- ,0 3 - ,5 1 - ,0 1 - ,0 2 - ,0 1
4 0 3 5 1 5 7 0 3 0 5 3 2 2- 3 7 0 7 3 6 -6 0 5 1 8 8 8
0 7 ,6 0 4 ,6 0 0 ,6 0 2 ,7 0 4 ,4 0 8 ,6 0 0 ,7 0 2 ,2 0 6 ,7 0 0 ,8 0 8 ,7 0 0 ,7 0 3 ,9
0 0 ,4 0 0 ,4 0 4 ,3 0 7 ,3 0 9 ,2 0 0 ,4 0 8 ,3 0 0 ,4 0 1 ,4 0 5 ,4 0 5 ,3 0 9 ,4
3 2 2 8 3 +1 * 5 2 4 7 2 4 4 3 4 0 2 5 5 5 8 5 2 1 +1 5 5 7 0
- ,0 6
- ,0 2 - ,0 2
- ,5 0
Como mantener la temperatura en la cmaraPara reducir la entrada de calor se puede instalar:
Cortinas de tiras
Cortinas de aire
Fundamentos bsico del aire humedoAire humedo = Aire seco + vapor de agua78% N2 + 21% O2 + 1% misc. 0.93% Gases inertes (Argon) + 0.04% CO2 H2O Solo parte condensada (0 a 4 %)
Concentraciones en volumen
El factor SHR es una medida de la cantidad de energa utilizada para la deshumidificacin comparado con la cantidad de energa utilizada para el cambio de temperatura ambiente: Si SHR = 1 , toda la capacidad de enfriamento es usada para enfriar el aire. S SHR = 0,8 - el 80% de la capacidad de enfriamiento es utilizada para enfriar el aire y 20% para la deshumidificacin (condensacin de agua).
Fundamentos del aire humedo Factor - SHR
NOTA: La humedad condensada del evaporador no hace que la temperatura de la cmara disminuya.
Temperatura [C] Tda me Hu
tiv ela dr
%] a[
En ta lp ia [k J/ kg
D R Y
a urv C] I
de
i ra c u sat
n (
=
) 0% 10
Ejemplo: T = 20.0 C, = 50.0 % I = 38.56 kJ/kgSECO X = 0.007265 kg/kgSECO
P = 1.013 bar
Humedad absoluta [kg/kgDRY ] x
= TDEW = 9.27 C = TWT = 13.78 C E
Proceso del aire humedo dependiendo de la temp. de superficie3 Enfriando y secando: Troco > Tsuperficie < Taire 3 1 2 2 - Enfriando: Trocio < Tsuperficie < Taire 1 - Calentando: Tsuperficie > Taire
Troco
El calor sensible y latente y el factor-SHRQTOT = m CP (T1-T2) + m (X1-X2) hagua QTOT = QTOT = Qsensible Qaireenfriado + + Qlatente Qaguacondensada
Qsensible SHR = QTOT
=
Qsensible Qsensible + Qlatente
Otras consideraciones importantes Envasado, apilado y embalaje en cartn El aire tiene que poder pasar y entrar entre los productos. .Escoja el envasado idneo por cada producto para que el calor pueda salir al aire y ser transportado al enfriador de aire.
Otras aportaciones calorficas en cmaras Iluminacin Carretillas elevadoras Personal Calefaccin por suelo radiante Renovaciones de aire Desescarche Calor del ventilador
Diferencia entre LMTD y TDEntrada de aire 2C Salida aire -1C
(12 8) K LMTD = 12 ln 8 = 9.87 K (12 + 8) K 2 10 K
Delta T = 12 K
Delta T = 8 K
-10C Temperatura de evaporacin (salida refrigerante)
-9C Temp. de saturacin
TD = =
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin del aire Diseo del sistema de refrigeracin6a Componentes principales 6b Funciones principales 6c Aplicaciones & Controles
7 Comunicacin y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias
Construccin de la cmaraSe tiene que considerar:Las cmaras se construyen con paneles aislantes: Espesor del aislante en las paredes Valor de aislamiento en las paredes aisladas Calor desde la puertaSi no hay igualacin de presin en una Renovaciones de aire cmara, el aire dentro se enfra y colapsa Ventilacin bajo el suelo por lo tanto se crea Aberturas en paredes (Igualacin vaco. de presin por vlvulas) Las paredes y techo colapsan
Calor del suelo
Las cmaras pequeas se distribuyen ya montadas y con el sistema de refrigeracin montado
Las cmaras grandes y pequeas utilizan elementos estandares para paredes y techo
Las cmaras pueden colocarse en el suelo ya existente
Las cmaras de congelacin tienen que tener un suelo aislado para soporte de equipo y personas
Almacenamiento Almacenar los productos de tal forma que el aire pueda moverse libremente alrededor de ellos Dejar mas distancia entre los productos si se necesita enfriar o congelar Almacenar productos en equipos fijos o mviles Fijos: Estanteras, ganchos, etc. Mviles: Carros, cajas, ganchos en rales, etc.
Caracteristicas segn utilizacinSubgrupo Usuario final Cmara compacta Cmara remota UC Cmara central remota Industria alimentaria, Tiendas y Supermercados Industria qumica, bio-medica y farmaceutica, Restaurantes, Tiendas -32 a +6C Capilar o TEV pequea Desescarche elctrico TEV Desescarche electrico TEV AKV Control nivel aceite Desescarche integrado Control velocidad ilimitado R507 y R404A
Temp. Evap. Proceso de enfriamiento especficos
Capacidad enfriamiento Refrigerante
< 3 kW
< 30 kW
R134a yR404A
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin del aire Diseo del sistema de refrigeracin6a Componentes principales 6b Funciones principales 6c Aplicaciones & Controles
7 Comunicacin y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias
Distribucin de aireCmarasS2SSURE NSM TER IT AKS3 3 0 2 3 G 10 Pe : -1 - 3 ba 4 r -14. - 4 3 p 5 9 sig / M W 58 psi P 0 g 10 30 Vd.c. 4 -2 mA 0 + SUPPL VO L E Y TAG - C M ON O M
AKS 32R
S def
Air off
Air on
Distribucin de aire- 2 C+ 1 C 0 + 2 C C
+ 2 C
+ 2 C 2 -
Cold store2,2 bar2
0 C 8,0 bar + 24 C
-10
8,5 bar +34 C +34 C 27C + 32 C 8,5 bar 8,5 bar + 1 CC 23
+60C 2,0 bar + 2 C
Almacenamiento Almacenar los productos de tal forma que el aire pueda moverse libremente alrededor de ellos Dejar mas distancia entre los productos si se necesita enfriar o congelar Almacenar productos en equipos fijos o moviles Fijos: Estanteras, ganchos, etc. Mviles: Carros, cajas, ganchos en rales, etc.
Distribucin del aire en cmarasDistancia mnima
Evitar corriente de aire desde la puerta al evaporador.
vista de una cmara pequea
Distribucin de aire en cmarasVista superior de una cmara grande
El aire fro es lanzado sobre los productos y vuelve a travs y alrededor de los mismos
Influencia de la velocidad del aireVelocidades altas del aire aumentan la conveccin y los coeficientes de transferencia de calor Reduce el tiempo necesario para enfriar el producto Aumenta las perdidas de agua del producto
Influencia de la velocidad del aire Perdida de agua ( m)
m = PF VPD PF (Factor de producto) depende de la velocidad del aire y del tipo de producto VPD (Deficit de la presin de vapor) es la diferencia entre la presin de vapor de agua en el aire dentro de la cmara y el aire que rodea la superficie del producto
Influencia de la velocidad del aireProducto-4 Factor del producto PF (x10 ) Velocidad del aire entre 0.005 y 0.15 m/s Sin movimiento de aire 0,47 0,90 3,56 10,44 0,50 1,12 0,36 2,55 1,22 2,23 1,40 2,37 0,99 3,13 4,68 6,12 0,07 0,11 8,64 20,52 0,25 0,36 2,88 3,96
Manzanas Broccoli Repollo Zanahorias Coliflor Coles Pepino Lechuga Melon Championes Peras Fresas
La unidad de PF es :
% Pa h
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin del aire Diseo del sistema de refrigeracin 6a Componentes principales 6b Funciones principales 6c Aplicaciones & Controles
7 Comunicacin y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias
Diseo del sistema de refrigeracinCompresor Condensador Lnea de lquido Vlvula expansin Evaporador Bandeja de goteo Lnea de aspiracin Flujo de aire
0 2Ccmara
Ventilador
Vlvula de expansin
Bandeja
Lnea de descarga
Lnea de lquido
Condensador
Compresor
Unidad condensadora
Lnea de aspiracin
Evaporador
Cuales son las caractersticas de un sistema para una cmara? Debe adecuarse a las variaciones de carga con variacin de capacidad Entrada de nuevos productos (templados). Apertura y cierre puertas. Cambios de la temperatura ambiente durante el ao. Cambios de la temperatura ambiente durante el da. Cambios de la temperatura en funcin de la hora. Calor de respiracin de las verduras, etc.
Diseo de sistemas de refrigeracinComponentes principales Compresor Condensador Evaporador Sistema de expansin Controles
Compresores & Unidades condensadoras Hermetico Semi-hermetico Scroll Tornillo
Bajo precio Alto COP Bajo nivel de ruido Larga vida Control de capacidad Fcil mantenimiento
Sala de mquinasControl de compresores: Control de capacidad Control de seguridad Control de aceite Regulacin del arranque
Condensador Condensador enfriado por aire Condensador enfriado por agua Condensador evaporativoM
M
Considerar: Condensador enfriado por aire Condensador enfriado por agua Condensador evaporativo
Sistema de control de condensacin
Control de ventilador o bomba Control de capacidad Condensadores paralelos Localizacin del recipiente y del condensador Donde esta el refrigerante
Evaporadore s
Consideraciones: T en el evaporador Inyeccin de refrigerante Distribucin de lquido Distribucin de aire Tipo de desescarche Espacio entre aletas Control de presin Control de humedad
Controles
Vlvulas de expansin Vlvulas solenoides Controles de presin Controles de temperatura Reguladores de presin Componentes de lnea
Diseo del sistema de refrigeracinFunciones Principales Funciones Principales Componentes Componentes Unidades condensadoras Compresor Condensador Evaporador Sistema de expansin Controles Inyeccin de refrigerante Termostatos Control de humedad Control de la atmsfera Sistema de desescarche Controles de presin Aspiracin Descarga
Funciones de seguridad Temperatura Presin Aceite
Monitorizacin & Comunicacin
InyeccinTubo capilarTEV AKVS2 TEV AKV 10SS R U E N S IT ER MT AKS 3 3 0G 3 210 P e: -1 - 34 ba r 1 5 - 4. - 4 ps i 93 g / M WP 5 psig 80 10- 3 0V d .c. 4-2 m 0 A +SU P LY VOLTAG P E -C OM N MO
AKS 32R
TEV
Control de temperaturaConvencional Vapor Adsorcin
Electrnico
Bajo precio Funcionalidad Larga vida Fcil ajuste y mantenimiento
Control de temperaturaPrincipio de regulacin On / Off Modulante
Termostato de da y noche Funcionalidad Regulacin Alarma Desescarche Comunicacin Buen precio Funcionalidad Larga vida Fcil ajuste y mantenimiento
Control de presinAspiracin (KP1 RT1) Descarga (KP5 RT 5 KVR) Interruptor on - off Para compresores o ventiladores Aspiracin modulante o presin de condensacin Proteccin del compresor (KVL)
Control de desescarcheQuitar hielo del evaporador utilizando calor de: Aire (desescarche natural, slo cuando Tcmara > 4C) Resistencia (caro pero efectivo) Gas caliente desde el lado del condensador (slo si hay muchos evaporadores de aire) Desescarche por agua (poco utilizado )
Manual Reloj Bajo demanda
Temperatura Tiempo
HumedadMantienen constante la temperatura y la humedad DT control de evaporador Control de rea de inyeccin DT control de evaporador KVP KVQ + EKC 367 Control de rea de inyeccin AKV + AKC 72A
Control de atmosferaTo Air out S Des Air in S2
PLC Control de CO2 Control de puerta Alarma manual Control de O2 y CO2 en la cmara
CO2 O2 N2
0,5% 1,5% 98%
Funciones de seguridadProteccin del sistema de refrigeracin Sistema de refrigeracinAlta presin de condensacin Baja presin de aspiracin Recalentamiento alto o bajo Retorno/migracin de lquido
Sistema elctricoProteccin trmica Proteccin de tensin
Sistema mecnicoDeteccin del flujo de aceite Diferencial de presin de aceite
Monitorizacin & Comunicacin Monitorizacin de la planta Registro en disco Electrnico (opcin de impresora) Datos para Sanidad
Datos
Monitorizacin y comunicacinAlarmas Mensajes Datos electrnicos Opcin de impresora
Control, Monitorizacin y ComunicacinControl + las funciones mencionadas arriba
Controlador para cmaras AKC 72A Control de inyeccin Control de temperatura Control de humedad Control de desescarche Control de presin Aspiracin
Monitorizacin & Comunicacin
Sistema de control totalDX AKV Bomba Natural Secundario Manual KP/RT EKC AKC PLC X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin del aire Diseo del sistema de refrigeracin 6a Componentes principales 6b Funciones principales 6c Aplicaciones & Controles
7 Comunicacin y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias
Diseo del sistema de refrigeracinAplicaciones y controles
Circuito bsico
L UT 72 T
KP 15
P
B2
S1
S2
S3
F1
F2
F3
K1
K2
K3 N
Comp. Cond. Evap.
Circuito bsicoSi es un compresor semi-hermtico es > 3-4 HP se utiliza un control diferencial de aceite
EVR
VentajaProtege al compresor contra la migracin de lquido al crter
L K2
K1 UT 72 T KP 15 P
K2
K1
S1
S2
S3
S4
F1 K1
F2 K2
F3
F4
K3
K4
N
Comp.
Cond
Evap. EVR
Circuito bsico
Uso :Mejora el sistema con Visores SGN un termostato electrnico EKC Vlvula cierre GBC 201-301 Vlvula solenoides EVR
Ventajas No hay migracin de lquido con parada por vaco Indicador de humedad SGN Se puede cambiar el filtro
Circuito bsico
Los termostatos EKC finalizan el desescarche a una temperatura fijada o actan como un termostato normal
L K1 KP 15 K2
K3
RelojK1 T UT 55 F2 F2 K2 T end defrost S2 S2
P
S3
S4
F3 K3
F4
K1 K1
K4
N
EVR
Evap.
Des.
Comp. Cond.
L K2 KP 15 K3
EKC 301 (2 sensores)S1 S2
P
S3
S4
F2
F2
F3 K3
F4
K2
K4
N
Evap. EVR
Res.
Comp. Cond.
Circuito bsico
KVP
Ventajas Buena temperatura y control de humedad
Problema Bajo COP
Circuito bsico
KVL
Ventajas Proteccin del compresor Reduce la corriente de arranque Aplicaciones de baja temperatura Despus de desescarche Si el condensador es pequeo
Circuito bsico
NRD KVR
Ventajas Pc constante Fcil regulacin de TEV
Circuito bsicoKVR NRD
NRV
Ventajas Respuesta rpida
Desventajas Mayor KVR Extra NRV
Circuito bsico
KP 5
Ventajas Muy simple
Problema Variaciones de presiones (posible flash gas)
Circuito bsico
Un cmara dos evaporadores
Ventajas Mejor control de temperatura Mejor distribucin de aire
Circuito bsicoT+ room
KVPT- room
NRV
Dos cmaras Dos temperaturas NRV previene la migracin de lquido
L KP 61 T KP 15 P K1 K2 K3 K3
UT 55 T
S1
S1
S2
S2
S3
S4
F1
F1
F2 K1
F2
F3 K3
F4
K2
K4
N
EVR
Evap.1 EVR
Evap.2
Comp.
Cond.
Ejemplo de Perfil de carga tpico en instalaciones industrialesTiempo de operacin en %30 20 10
Capacidad %30 40 50 60 70 80 90 100
Como mejorar las cmaras2 EKC 201
2 compresores
Menores intensidades de arranque
Ahorra energa Dos ajustes de temperatura Dos retardos diferentes para arrancar y parar desescarche
L K2 EKC 201 TEKC 201 T+ KP 15 P K3 K3
S2
S2
S1
S3
S4
F2
F2
F1 K1
F3 K3
F4
K2
K4
N
EVR
Evap.1
Comp.2
Comp.1
Cond.
Como mejorar las cmaras
OUB
HE Separador de aceite OUB Intercambiador HE Aumenta la eficiencia
Circuito con Controles Danfoss
EKC 201
Circuito animado
KVR en lnea de lquido
KVR en lnea de gas caliente
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin del aire Diseo del sistema de refrigeracin 6a Componentes principales 6b Funciones principales 6c Aplicaciones & Controles
7 Comunicacin y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias
Monitorizacin y comunicacin
Produccin
Distribucin
Matadero
Tienda
HE Heat Exchanger - 25/08/11 page 121
Monitorizacin y comunicacinEn algunos pases las autoridades tienen reglas estrictas sobre las temperaturas a las cuales se deben almacenar los productos. Por lo tanto, es importante para todas las fases dentro de la cadena alimentaria disponer de documentos que aseguren que los alimentos han sido conservados a la temperatura adecuada durante su posesin Los datos de temperatura son muy tiles tambin para deteccin de fallos en las plantas
Localizacin del sensor de temperaturaEs importante colocar el sensor en el sitio adecuado. La medida de la temperatura del aire en frente o debajo del evaporador puede dar una diferencia entre 3 5C en la temperatura registrada.
La temperatura de una cmara depende de: Tipo de producto almacenado Funcin de la cmara +7 to +12C: -1 to +6C: -28 to -18C: -32 to -36C: reas de trabajo Cmaras de almacenaje Cmaras de congelacin Almacenajes especiales
Rango de aplicacin de temperatura
Monitorizacin y ComunicacinDatos soloPaper disk Electrnico (varios puntos) Impresora incluida
Monitorizacin y ComunicacinMensajes de alarma Datos electrnicos Impresora opcional Motorizar la planta Datos para Sanidad
Control, Monitorizacin y ComunicacinReguladores para una o varias cmaras
Localizacin de los sensores de temperatura La temperatura se puede medir en diferentes lugares de la cmara. No olvidar, que es importante donde se mide. Antes del evaporador Despus del evaporador Posicin alta o baja Dentro del producto
Recogida de Datos desde una Cmara de Baja TemperaturaVariaciones de presin en 24 horas Variaciones de temperatura en 24 horas Variaciones de temperatura en 3 horas
Technical specifications - condensing unit. Cold storage application for kitchen - freezing room.
Condensing UnitCondensing Unit Data TE TC - c 40 50 60 Q 6610 5170 3720 -10C P 3,0 3,2 3,4 Q 5100 3800 2710 -15C P 2,8 2,9 3,0 Q 3770 2810 2000 -20C P 2,5 2,6 2,63
-25C Q 2730 1980 1500 P 2,2 2,3 2,2 Q 1900 1330 -
-30C P 2,0 2,0 -
MGL 44 Refrigerant: R404A
For compressor type Explanation: Q - Refrigerating capacity - W P - Power consumption - kW TE - Evaporating temperature - C TC - Condensing temper ature - C Refrigerating capacities are based on Condenser Data
- MTE 44HJ - Compressor displacement rate
- 13,2 m /h
- frequency 50Hz - superheat 11,1K - subcooling 8,3K Air side surface area m2
Fan capacity m /h 46003
Fan power cnsumption W 460
G3 Condensor
12,69
Technical specifications - evaporator. Cold storage application for kitchen - freezing room.
Evaporator Data
Capacity Q 0 t 0 = -8C, DT1 = 8K 5310 Watt
Surface
Air capacity
2 fans Total power consum psion
Defrost Total power consumption 2600 Watt
KS 40 -6 Refrigerant: R404A
21,67 m
2
0,78 m /s
3
140 Watt
Technical specifications - accessories. Cold storage application for kitchen - freezing room.
AccessoriesType Danfoss Combined low - and high pressure control - condenser fan KP15 KP5 DN164S SGN12 TES2 -1,7 04 060 -1254 060 -1171 023U4024 014 -0163 068Z3415 068 -2007 Order nr. Capacity kW 21,5 4,511)
High pressure control
Filter -dryer for refrigerant Sightglass - flare connection
Thermostatic expansion valve Orifice for thermostatic expansion valve
1)
Capacity rated with refrigerant R404A
- evaporating temperature
30C and p across expansion valve 12 bar.
Piping arrangement. Cold storage application for kitchen
- freezing room.
Electric circuit - drawing nr. 1. Cold storage application for kitchen
- freezing room.
Sensores
Vista de una cmara utilizando registro de datos.
Vista de una sala de mquinas
Variaciones de presin en un sistema de refrigeracin (24 horas)1 1 1 6 4 2 0 8 6 4 2 0 0 : 0 0 4 : 0 0 8 : 0 0 R e fr ig e r a n t R 4 0 4 A LEG EN DE v a p o r a tin g C o n d e n s in g
P re s s u re [b a r g ]
1
T im e [h h :m m ]
1
2
: 0
0
1
6
: 0
0
2
0
: 0
0
0
: 0
0
Variaciones de temperatura en un sistema de refrigeracin (24 horas)5 4 3 0 LE G E N D 0 0 0 0 0 - 1 - 2 - 3 0 0 0 0 : 0 0 4 : 0 0 8 : 0A C E R m b ie n t o n d e n s in g v a p o r a tin g oom
T e m p e ra tu re [C ]
2 1
T im e [h h :m m ]
0
1 2
: 0 0
1 6
: 0
0
2
0 : 0
0
0 : 0
0
Variaciones de temperatura en un sistema de refrigeracin (3 hours)5 0 LEG EN D 4 0 3 0A C E R m b ie n t o n d e n s in g v a p o r a tin g oom
T e m p e ra tu re [C ]
2 0 1 0 0 - 1 0 - 2 0 - 3 0 1 2 : 0 0 1 2 : 3 0 1 3 : 0 0
T im e [h h :m m ]
1 3 : 3 0
1 4 : 0 0
1 4 : 3 0
1 5 : 0 0
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin del aire Diseo del sistema de refrigeracin 6a Componentes principales 6b Funciones principales 6c Aplicaciones & Controles
7 Comunicacin y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias
Qu es la escarcha / el desescarche? De dnde viene la escarcha? Porqu desescarchar? Cuando se debe desescarchar? Cmo realizar el desescarche? Cules son las ventajas / desventajas?
?
Qu es la escarcha ? La escarcha es agua congelada (humedad) en la superficie de un enfriador. La escarcha en el evaporador puede tener diferentes formas, como: Nieve (como nieve en polvo / copos de nieve) Hielo Algo entremedias
Qu es el desescarche ? El desescarche es la operacin de quitar la escarcha acumulada en la superficie del enfriador. El desescarche del evaporador puede hacerse de varias maneras, p.ej.: Desescarche elctrico Desescarche por gas caliente Desescarche natural Desescarche con agua Una combinacin de todos los mtodos
De dnde viene la escarcha? La escarcha se forma por la deshidratacin de los materiales y la humedad del aire (el aire que pasa por el enfriador). Se forma escarcha en la superficie de un evaporador, cuando la temperatura de la superfice es inferior a 0C.
Leche
Humedad
Porqu hacer un desescarche ? Para evitar escarcha en la superficie enfriada. La escarcha reduce el rendimiento del enfriador (como la suciedad un factor de fallos)
TEV
Qu sucede si no se desescarcha ? Deterioro de los materiales El hielo asla: Reduce la aportacin de calor Limita el caudal de aire La eficacia (rendimiento) del enfriador disminuir El enfriador puede daarse por la formacin de hielo (el hielo se sale de la bandeja de goteo)Aire
Hielo / Escarcha
Aletas del evaporador
Desecarche cundo? cunto tiempo ? Siempre que sea necesario Antes que sea demasiado tarde Si se desescarcha demasiado tarde la duracin del periodo de desescarche ser ms largo y ser ms complicado. (se pueden crear problemas). Si el periodo de desescarche es demasiado corto y no se ha descongelado todo el hielo, se formar ms hielo (problemas, problemas).
Arranque Parada de desescarcheArranque desescarche Manual Reloj Bajo demanda
Parada desescarche
Temperatura Tiempo
Componentes para el desescarche
El termostato finaliza el desescarche
Relojes especiales
L K1 KP 15 K2 K3
RelojK1 T UT 55 F2 F2 K2 T end defrost N S2 S2
P
S3
S4
F3 K3
F4
K1 K1
K4
EVR
Evap.
Des. Comp. Cond.
L K2 KP 15 K3
EKC 301 (2sensores)S1 S2
P
S3
S4
F2
F2
F3 K3
F4
K2
K4
N
Evap. EVR
Res.
Comp. Cond.
L
K1
RelojK1 T UT 55
K3
K4 T fin desesc.
K2
K1 K1
N
Comp.
Cond.
Evap.
Res.
L
EKC 201 (2 sensores)
220 V
12 V
Transformador
K2
K3
K4
N
Evap. Comp. Cond. Res.
ndice:1 2 3 4 5 6 Propsito / HACCP Calidad de los alimentos Clculos de capacidad Construccin Distribucin del aire Diseo del sistema de refrigeracin 6a Componentes principales 6b Funciones principales 6c Aplicaciones & Controles
7 Comunicacin y Monitorizacin 8 Desescarche 9 Tendencias
Tendencias en el diseo de cmaras Recuperacin de calor Desescarche por gas caliente Controladores electrnicos Almacenamiento de datos