Red de Unidades Condensadoras Digital para sistemas de ... · optimizar los ciclos de...
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Red de Unidades Condensadoras Digital para sistemas de refrigeración con multi-evaporadores Un único concepto para sus aplicaciones de refrigeración
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Red de UnidadesCondensadoras Digital parasistemas de refrigeracióncon multi-evaporadores
Un único concepto para susaplicaciones de refrigeración
Emerson Climate Technologies revoluciona su sector profesional con
la introducción de un nuevo concepto, completamente inédito en las
instalaciones de grupos de condensación, utilizado en el ámbito de la
refrigeración comercial.
Las dos principales bazas de esta novedad consisten en la posibilidad
de instalar varias unidades con un único circuito refrigerante (creación
de una red) y en asociar la tecnología Copeland Scroll Digital™ para
garantizar una modulación de potencia variable del 5 al 100 % en
instalaciones de varios aparatos con potencias totalmente distintas.
La refrigeración vista por Emerson Climate Technologies
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Ejemplo de aplicación en restauración decolectividades de una red de UnidadesCondensadoras Digital sirviendo a unsistema de refrigeración con multi-evaporadores
Unidad recipiente de líquido
Grupos de condensación
Evaporadores estáticos Evaporadores de cámaras
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Modularidad y optimización del espacio con unmontaje en red
El concepto Digital Network aporta una solución eficaz a los problemas de las instalaciones realizadas
a partir de varios grupos pequeños de condensación que disponen de sus propios circuitos frigoríficos.
Aprovechando la instalación de múltiples evaporadores y la probabilidad de que no funcionen todos
simultáneamente, la potencia frigorífica instalada puede disminuirse en un 20 % en relación a la potencia
total acumulada de todos los pequeños grupos independientes entre sí.
Un único grupo “EazyCool” puede sustituir numerosas pequeñas unidades de condensación tradicionales
y permitir, de este modo, solucionar el problema medioambiental de la multiplicidad de equipos con
un valor estético discutible que, a menudo, ocupan un espacio importante cerca o dentro de los
edificios.
Importante reducción de fijaciones en el suelo
El grupo EazyCool reemplaza a variasunidades condensadoras pequeñas paraservir a los diversos evaporadores
Este nuevo concepto queda definido como un sistema con un Digital Network aplicado a las instalaciones
de refrigeración para potencias frigoríficas instaladas que pueden alcanzar los 90 kW en refrigeración
positiva y los 56 kW en negativa.
Emerson Climate Technologies pretende conseguir, principalmente, la simplicidad y la rapidez de
instalación y, para ello, en este nuevo concepto, asocia las innovaciones técnicas y la reducción de
costes de instalación y explotación con un control perfecto del consumo energético de las instalaciones.
Modularidad, adaptabilidad y fiabilidad son términos que definen los tres pilares en los que reposa el
concepto Digital Network. La gestión de la potencia frigorífica queda garantizada gracias a los grupos
de condensación “EazyCool” Copeland Scroll Digital™.
Potencias frigoríficas disponibles:- de 1 a 90 kW a -10°C de evaporación- de 2 a 56 kW a -35°C de evaporaciónFluido R404A – Aire ambiente +32°C
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Excepcional modularidad para todos lostipos de refrigeración comercial
Hasta ahora, todas las instalaciones frigoríficas realizadas con grupos de condensación
clásicos se resumen a una unidad de condensación por un solo evaporador a distancia.
Cuando se plantea la instalación de un sistema Digital Network, el número y la
potencia de los evaporadores conectados al circuito de refrigerante ya no representan
ninguna dificultad técnica. Así mismo, la combinación de grupos de condensación
de potencias totalmente distintas tampoco debe suponer ningún problema para la
realización de la instalación, con un límite de hasta 4 grupos por circuito. En la lógica
de regulación, se debe introducir la noción de “grupo Maestro / Esclavo” que permita
optimizar los ciclos de funcionamiento de los distintos compresores y ventiladores.
Para las instalaciones más grandes, se pueden conectar en red 2, 3 ó 4 grupos de
tipo “EazyCool”, lo que permite aumentar considerablemente la potencia total
requerida para colmar las necesidades de esta instalación. En este tipo de instalación,
los evaporadores de las cámaras frigoríficas, o los expositores refrigerados, se
conectarán en red Digital Network sin ningún límite de potencia ni de cantidad de
aparatos instalados (evaporadores estáticos o ventilados, expositores, túneles o
células de refrigeración, mesitas de servicio, etc.).
Puntos fuertes:
- Simplicidad y rapidez de
instalación
- Modularidad, adaptabilidad y
fiabilidad de las instalaciones
- Reducción de la proliferación de
grupos en un emplazamiento
único
- Reducción de la potencia
instalada (efecto de instalación
en red)
- Reducción de los costes de
instalación
Ejemplo de montaje degrupos EazyCool en red
Puntos fuertes:
- Optimización de los ciclos de
funcionamiento de los
compresores y ventiladores
- Lógica de arranque “first in /
first out”
- Concepto Maestro / Esclavo
totalmente seguro
- Regulación independiente y
descentralizada
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Este nuevo concepto de refrigeración es plenamente efectivo en aquellos ámbitos
en los que se necesita una refrigeración eficaz y de gran calidad: las colectividades
locales (cocinas profesionales y colectivas, cafeterías, residencias de la tercera edad,
clínicas y hospitales, etc.), los comercios y las profesiones artesanales (floristerías,
panaderías, carnicerías, pescaderías, tiendas) y las pequeñas y medianas industrias
agro-alimentarias (pesquería, lecherías, pequeños almacenes, etc.).
Temp. Evap. (°C)Temp. Amb. 32°C - Temp. Gas aspirado 20°C
-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 100
20
40
60
80
100
120
140
160 kW
4 unidades en red
3 unidades en red
2 unidades en red
1 sola unidad Digital
Temp. Evap. (°C)Temp. Amb. 32°C - Temp. Gas aspirado 20°C
-40 -35 -30 -25 -20 -10 0 50
20
40
60
80
100
120
140
160 kW
-15 -5
2 unidades en red
3 unidades en red4 unidades en red
1 sola unidad Digital
Unidad condensadora exterior para mediatemperatura/capacidad según configuración
Unidad condensadora exterior para bajatemperatura/capacidad según configuración
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La clave del sistema: el Copeland Scroll Digital™
Control de la potencia del compresor del 10 al 100 %
En función del número de evaporadores que demanden frío, el sistema electrónico del grupo de
condensación detectará una variación de la presión de evaporación y la traducirá en ciclos de apertura y
cierre de una electroválvula exterior al compresor. En función de su posición, esta electroválvula provocará
la separación o la unión de la espiral móvil con la espiral fija en el compresor scroll.
Estos ciclos on/off permiten, así pues, garantizar, en un lapso de tiempo, una variación lineal de la potencia
frigorífica entre el 10 y el 100 % del compresor Digital.
Único en el mercado de la refrigeración, el compresor Copeland Scroll Digital™
se caracteriza por su flexibilidad de utilización totalmente adaptada a las
instalaciones frigoríficas que requieren una estabilidad perfecta de las
temperaturas en el interior de las cámaras frigoríficas y un control
absoluto de la presión de evaporación en el circuito de baja presión.
Al contrario de los sistemas de variación de potencia con velocidad
variable, cuya complejidad reside en la perfecta determinación de
los diámetros de las tuberías, las instalaciones ideadas en torno a
un compresor Copeland Scroll Digital™ no presentan ningún
problema de instalación.
La regulación del compresor Copeland Scroll Digital™ no actúa sobre
un variador electrónico de frecuencias (Inverter), que a menudo
genera interferencias electromagnéticas difíciles de eliminar, sino
que se caracteriza por poseer un sistema electrónico extremadamente
sencillo que le garantiza una fiabilidad máxima en cualquier
circunstancia.
Digital Scroll™ on/off time
5s 5s 5s 5s> < > < >
2s> < > >8s 2s 8s<
Ejemplo: 20% de potencia
Ejemplo: 50% de potencia
10s cycle time
10s cycle time
Un simple pistón en la parte más alta, integrado con la espiral superior, está pilotado
por una válvula solenoide montada entre la cámara de modulación y el puerto de
aspiración del compresor. Cuando la válvula está cerrada, el gas a alta presión de la
cámara de modulación mantiene el pistón hacia abajo. La espiral está trabajando en el
"modo de carga" y la compresión se produce.
Cuando la válvula solenoide abre, el pequeño volumen de gas a alta presión de la cámara
de modulación fluye hacia la aspiración, liberando al pistón, y la espiral pasa al "modo
sin carga" y no hay compresión.
La válvula solenoide está comandada por un controlador electrónico basado en ciclos
de tiempo tal y como se ilustra en el gráfico de la página 6.
Puntos fuertes:
- Flexibilidad de utilización
- Estabilidad de las
temperaturas
- Control de las presiones
de evaporación
- Ningún problema para los
retornos de aceite
- Ninguna interferencia
electromagnética
- Simplicidad del sistema
electrónico
Escaso consumo en reducción de potencia
El lapso de tiempo de apertura o cierre de la electroválvula de variación de potencia es
uno de los factores del consumo de energía del compresor. Cuando éste funciona en
vacío (electroválvula abierta), el consumo del compresor no supera nunca el 10 % de
la potencia nominal del motor. Es comprensible, por tanto, que el consumo de energía
variará del 10 al 100% proporcionalmente a la potencia frigorífica generada por el
compresor.
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Orificio de igualación
Pistón Cámara de modulación
Pasaje del gas de descarga
Pistón unido a la espiral superior
Válvula de descarga dinámica
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El punto fuerte de este sistema en red proviene de
la optimización de la puesta en marcha o la parada
de los compresores, on/off, de cada grupo de
condensación declarados como Esclavo en relación
con el funcionamiento del compresor Copeland Scroll
Digital™, que se encuentra, en todos los casos, en la
unidad Maestro.
Para conseguir la estandarización de los componentes, se monta un único controlador electrónico Alco Controls
EC2 de origen en cada grupo de condensación. Este gestiona, a la vez, la transferencia de datos y las comunicaciones
entre grupos. Su inteligencia le permite controlar y optimizar el modo operacional de los compresores y los
ventiladores.
Esclave 1 Esclave 2
Cable de comunicación (LON)
Una lógica de regulación optimizada
En función de las variaciones de la presión de
aspiración que registre la unidad Maestro, la
regulación activará la puesta en marcha de uno o
varios compresores según una lógica “first in / first
out”. El compresor Digital siempre intenta garantizar
una estabilidad máxima de la presión de evaporación
haciendo variar los ciclos y la duración de las
aperturas y cierres de la electroválvula de reducción
de potencia.
El concepto Maestro / Esclavo es totalmente seguro
y cada unidad es completamente autónoma en caso
de fallo de la unidad Maestro o de pérdida de
comunicación entre ellas.
GRUPO 1Maestro
Scroll 02
Scroll 01 Digital
Scroll 03
Scroll 04
Capacidad Total
Capacidad (%)
25
50
75
Scroll 01DIGITAL
Scroll 02
100
Scroll 01DIGITAL
Scroll 01DIGITAL
Scroll 01DIGITAL
Scroll 02
Scroll 02
Scroll 03
Scroll 03 Scroll 04
Digitalen función
de 10~100%
Scroll 02en función
& Digitalde 10~100%
Scroll 03en función
& Digitalde 10~100%
Scroll 04en función
& Digitalde 10~100%
25% Capacidadde la red
50% Capacidadde la red
75% Capacidadde la red
CompletaCapacidad
de la red
La comunicación LON (Local Operating
Network) y el control de los parámetros
de funcionamiento, al igual que las
alarmas, pueden estar centralizadas en
un PC equipado de una llave USB para
conexión LON.
Conexiones electrónicas fiables
Puntos fuertes:
- Regulación en modo
maestro / esclavo
- Estandarización e
intercambiabilidad de los
reguladores
- Parametrización fácil y
puesta en servicio sencilla
- Paso automático a modo
autónomo en caso de avería
del regulador maestro
- Auto-redirección del maestro
y los esclavos a la primera
puesta en marcha
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Un centro de mandos simple y eficaz
Centro neurálgico del sistema en red: el regulador Alco EC2-551, instalado en cada
unidad de condensación, dispone de toda la inteligencia necesaria para garantizar
la optimización de la instalación cuando se pone en servicio.
Cada una de las unidades puede declararse Maestro o Esclavo, lo que resulta en un
reconocimiento automático de la prioridad de funcionamiento escogida cuando se
proceda a la puesta en servicio. El ajuste de funcionamiento se realiza, entonces,
mediante una sencilla parametrización de las instrucciones de temperatura y/o
presión en el único regulador declarado Maestro.
Las unidades Esclavo, por su parte, siguen al pie de la letra la lógica de funcionamiento
dictada por la unidad Maestro a través del bus de comunicación que conecta entre
sí todos los reguladores instalados en los grupos de condensación.
Para mantener el consumo eléctrico lo más bajo posible, los grupos “EazyCool"
recurren a una regulación de la presión de condensación denominada “flotante”.
Un variador electrónico Alco Controls FSP 150 conectado a un captador de presión
controla y ajusta la velocidad de rotación de los ventiladores según la necesidad
mínima de ventilación de cada unidad. Permite, desde una óptica de ahorro
energético, mantener con precisión la presión de condensación al valor mínimo
establecido por el regulador EC2.
Los captadores de presión Alco Controls PT4 generan una señal eléctrica proporcional
a las presiones registradas en el circuito frigorífico. Ofrecen al regulador EC2 la
información de baja presión y alta presión necesaria para ajustar con una gran
precisión el funcionamiento de los compresores y los ventiladores a las necesidades
de la instalación.
Comunicación LON o TCP/IP
0-10 V
Scroll Digital
Espiral fija
EC2-551
PT4PT4
FSP150
Puntos fuertes:
- Simplicidad de conexiones
mediante racores para
abocardar
- Retorno de aceite
completamente controlado
- Separador de aceite idéntico
en cada unidad
- Inyección de aceite segura en
cada compresor
- Control de nivel electrónico
e inyección de aceite por
Traxoil OM3
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Simplicidad absoluta de los retornos deaceite y maxima fiabilidad de la instalacion
En las instalaciones frigoríficas centralizadas que funcionan con varios compresores en
paralelo, el retorno de aceite resulta, en ocasiones, difícil de controlar debido a que la
velocidad de los gases aspirados desciende por debajo de un cierto valor y según si se
trata de tuberías verticales u horizontales. Encontramos este mismo problema en las
instalaciones con compresores a velocidad variable.
En un sistema en red, cada grupo de condensación dispone de su propio separador de
aceite Alco Controls (que permite limitar el paso de aceite hacia los evaporadores) y de
reguladores de nivel de aceite electrónico Traxoil montados en cada compresor. La
distribución de aceite entre los grupos está garantizada por un conjunto de tuberías
flexibles que se conectan a las válvulas de salida y de retorno de aceite de cada unidad
instalada.
No se ha de preveer ninguna otra conexión frigorífica aparte de las de los colectores de
aspiración, descarga e inicio de líquido de la instalación.
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Regulador Traxoil OM3 de nivel de aceiteInyección de aceite en cada compresor
Separadores de aceitede serie en cada grupo
de la red
Conexiones de aceite paraabocardar (suministro de serie)
Línea de igualación de aceite
Separadorde aceite
Regulador Traxoil OM3
Recipiente de aceite
Regulador Traxoil OM3
Regulador Traxoil OM3
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C.4
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