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Calculador eficiencia energética- Amoniaco. Sistemas de refrigeración de mediana y gran capacidad.

Objetivos.

1 Procesar los datos operacionales tomados en los puntos característicos del sistema de refrigeración base Amoniaco y determinar los Indicadores del comportamiento y la eficiencia energética. Base informativa. Diagnóstico rápido
2 Como proceder con el calculador eficiencia energética - Amoniaco.
3 Propiedades - variables de estado.
4 Formulario de datos complementarios
5 Indicadores del comportamiento y la eficiencia energética
6 Reporte en otras Unidades Técnicas

Introducción

Su objetivo es evaluar los principales indicadores de comportamiento y eficiencia energética del sistema de refrigeración, utilizando como refrigerante el amoniaco, tomando en cuenta los indicadores energéticos del ciclo refrigerante exclusivamente. Si se tiene en cuenta que en este proceso cíclico se invierte gran cantidad de energía, se llega a la conclusión que el esfuerzo para operar de la manera más eficiente estos sistemas será muy positivo para todo el conjunto.

La explicación que continúa considera dos posibilidades del empleo de este calculador.

1 - Cuando el usuario llega al calculador como resultado de la lectura ordenada de las páginas que le anteceden en el conjunto que forman los procesadores que integran el sistema de eficiencia que se ha diseñado. Entrando por este camino, ha sido cumplido el registro de datos en los Formularios de entradas respectivos y los cálculos de los parámetros y variables de estado del refrigerante se han realizado para cada fase. Esto quiere decir que los resultados de cada procesador, se han convertido en variables de SESSION, dentro del sistema de códigos php y han sido registrados en memoria. Al llegar a este procesador Calculador eficiencia energética como paso final, ya las variables anteriores han sido captadas y se muestran en los paneles de salida. La función ahora del procesador es hacer operaciones con ellas. El usuario solo necesitará completar la información recibida y finalmente obtiene la impresión de los indicadores del comportamiento y la eficiencia energética. En este proceso el usuario se ha visto en la necesidad de leer y comprender la información básica y de operación del sistema, redactada en cada uno de los procesadores anteriores. Esta información se ha incluido para explicar las bases y el fundamento técnico del sistema y como apoyo en la operación para facilitarle al usuario la utilización de la herramienta de cálculo.

2 - Cuando el usuario llega al calculador directamente procedente de una consulta que ha realizado en cualquier motor de búsqueda de Internet. En este tipo o modalidad de empleo, el usuario no conoce la información básica. El Panel de entrada del procesador tiene habilitado vínculos que acceden al resto de los calculadores del sistema y de esa manera el usuario va introduciendo los datos operativos de temperatura y presión. En estas operaciones irá interactuando con cada calculador, conociendo las variables y propiedades del amoniaco en cada uno de los puntos característicos del sistema y recibiendo la información que explica las bases y el fundamento técnico aplicado.

A continuación, como proceder con el calculador eficiencia energética - Amoniaco, si accede a él desde el primer momento.

Nota: Si antes de proceder con el calculador requiere informarse técnicamente sobre el cómo y las bases para calcular el comportamiento y la eficiencia energética de estos sistemas, active el vínculo sistema_refrigeracion1.php. Un análisis sobre la eficiencia energética de estos sistemas con un mayor alcance puede encontrarlo en la página sistema_refrigeracion2.php. También puede descargar el documento sistema_refrigeracion_eficiencia.pdf

Si necesita realizar un diagnóstico rápido, determinando los valores del recalentamiento o subenfriamiento en los puntos sensibles del sistema Amoniaco, active el vínculo Refrigerantes. Tablas PT y podrá acceder al calculador Refrigerantes. Tablas PT. Este calculador también incluye igual solución para los demás refrigerantes sintéticos, como el R22, R410, R407, R12 y R134a. Para la comprensión y la utilización del calculador Refrigerantes. Tablas PT , disponible en libre acceso en nuestra web www.energianow.com (ver Calculadores_Energéticos), se ha redactado y editado el Instructivo titulado Sistemas de Refrigeración Propiedades de los Refrigerantes, al cual se puede acceder activando el vínculo siguiente sistema_refrigeracion.pdf

Las unidades básicas empleadas en los cálculos de estos procesadores, son las unidades inglesas. Para convertir unidades desde cualquier otro sistema técnico a las unidades inglesas se ha diseñado el convertidor de unidades de temperatura y presión al que puede accederse desde cualquier de los Formularios de entrada de datos que integran este sistema o desde el vínculo que sigue sistrefrigcu.php.


Como proceder con el calculador eficiencia energética - Amoniaco.

Determine los parámetros termodinámicos en cada uno de los puntos característicos del sistema, introduciendo la temperatura y la presión según corresponda (temperatura en º F y presión absoluta en psia). Para determinar las propiedades, tome al pié del equipo los datos operacionales que muestran o imprimen los instrumentos instalados en el sistema. (termómetros y manómetros). Para ir a los formularios de entrada en cada una de las zonas en que se encuentra el amoniaco, fase líquida, saturada o recalentada, active los vínculos correspondientes. A la vez deberá conocer:

a) los parámetros eléctricos, bien tomándolos en la pizarra central de la Sala de Máquinas o en los gabinetes eléctricos individuales que alimentan a los motores acoplados a los compresores.
b) el flujo de refrigerante que circula en el sistema, determinado mediante un medidor de flujo, en unidades de masa sobre tiempo, lb/h.

Procedimiento a seguir:
1) Al pié del equipo, tome las lecturas de presión manométrica (psig) y temperatura (ºF) en los instrumentos instalados en el sistema de refrigeración, en sus puntos característicos:
a - Salida del Tanque Recibidor de Amoniaco - entrada Válvula de expansión.
b - Succión del compresor
c- Descarga del Compresor - entrada del condensador.

2) Lleve la presión manométrica a absoluta, sumando 14.696 lb/plg2.

3) En el Panel de entrada, active los vínculos que lo conducen a cada procesador en el orden que indica el esquema I, II y III, "preferiblemente", pues coincide con el orden lógico de las informaciones y los conocimientos.

4) Registre en cada formulario de entrada por cada procesador calculador, los parámetros presión-temperatura tomados. Si necesita convertirlos a unidades inglesas, en cada procesador-calculador existe un vínculo al Convertidor de unidades de temperatura y presión.

5) Los resultados de las propiedades y variables termodinámicas en cada punto característico, se mostrarán en el Panel de impresión, cuadro más abajo del anterior.

6)
Muy importante. Una vez concluida la tarea de introducir los datos primarios en cada procesador y cumplimentado los puntos anteriores, el sistema de cálculo ha creado las variables y las ha registrado en su memoria. Pero la imagen que nos muestra el navegador en su PC, es anterior al proceso en el que usted introdujo los datos en los Formularios de entrada y cada uno de ellos creó las variables de salida. Entonces hay que actualizar esa imagen para que los valores se muestren en el Panel de impresión. Se requiere que usted recargue la página, (active un refresh). Esta acción ordenará al navegador que se comunique con el Servidor y capte las nuevas variables que han sido creadas. De inmediato se mostraran en sus respectivas filas, en los cuadros de impresión.

7) Ahora como siguiente paso, complete la información en el Formulario que sigue a continuación, denominado Formulario de datos complementarios.

8) El análisis del comportamiento y la eficiencia energética del sistema requiere conocer el flujo de refrigerante que circula en el sistema, parámetro solicitado en unidades de lb/h y determinar la potencia eléctrica total en operación, en kiloWatt eléctrico (kWe). Anteriormente se ha comentado lo relativo a las mediciones del flujo del refrigerante y la posibilidad que el sistema de refrigeración informe sobre este parámetro.

Para determinar la potencia total conectada, es necesario integrar la capacidad instalada de los motores eléctricos acoplados a los compresores. En el Formulario de datos complementarios se ha habilitado la opción de que este parámetro pueda ser calculado, introduciendo el tipo de corriente que alimenta el sistema eléctrico de los motores, (mono o generalmente trifásica) la tensión o voltaje (común para todos los motores), la intensidad o amperaje, que es igual a la sumatoria de todas las intensidades que toman los motores en un momento dado, el factor de potencia o cos f, común a todos los motores y la eficiencia de los motores, que se puede integrar de acuerdo a la potencia instalada en cada motor y su eficiencia individual, calculando así una eficiencia equivalente.

También se ha habilitado la variante que se pueda introducir la potencia instalada de todos los motores acoplados a los compresores en funcionamiento, si es que existe un medidor de potencia instalado en la pizarra eléctrica de la Sala de Máquinas. La mejor solución sería conocer el consumo eléctrico horario, coincidente en el tiempo con la toma de datos.

El reporte de datos incluye tres indicadores sobre las emisiones de CO2 a la atmósfera por el uso de electricidad, mostrando cifras sobre las posibilidades de reducción, indicando cuanto se puede dejar de contaminar mejorando la eficiencia energética.

9) Los valores de EER y SEER se reportan como indicadores de eficiencia estandarizados por Air Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute en su estándar ARI 210/240 del 2008 para aquellos sistemas en que puedan ser empleados, que son los que alimenta las Bombas de Calor o de Aire Acondicionados. Existe una relación entre EER y SEER para los sistemas centrales residenciales que se muestra a continuación: EER=0,85 X SEER. El SEER estándar de hoy en día es
cercano a 24.

10) Por no hacer muy extenso los indicadores reportados por el procesador, en esta versión no se han considerado los indicadores que evalúan el comportamiento de los sistemas funcionando en la climatización como bomba de calor, donde el COPteorico, COP real y COP global, difieren del sistema operando en un servicio de refrigeración.

Panel de entrada
Sistema de Refrigeración Calculador - procesador de la Eficiencia Energética Ref: CP-2H
Refrigerante Amoniaco R 717
Diagrama T - S ( típico) del Sistema de Refrigeración. Puntos característicos del sistema. Active los vínculos.
I Zona de Líquido (pto 4) II Zona de Vap. saturado (pto 1) III Zona Vap. recalentado (pto 2)
I Procesador Amoniaco Líquido ciclo_refrigeracion III Procesador Amoniaco Recalentado
II Procesador Amoniaco Saturado
Panel de impresión - Unidades inglesas.
Propiedades - variables de estado. Sistema de Refrigeración. Amoniaco (R717)


I Propiedades del Amoniaco Líquido
psia, lb/plg2
temp, ºF
densidad, lb/pie3
calor esp. Btru/lb-ºF
entalpía, Btu/lb
calor latente, Btu/lb


III Propiedades del Amoniaco Recalentado
psia, lb/plg2
temp, ºF
vol.gas, pie3/lb
entalpía gas, Btu/lb
entropia gas, Btu/lb-ºF

II Propiedades del Amoniaco saturado
psia, lb/plg2
temp, ºF
vol.liq, pie3/lb
vol.gas, pie3/lb
entalpía liq, Btu/lb
calor latente, Btu/lb
entalpía gas, Btu/lb
entropia liq, Btu/lb-ºF
entropia gas, Btu/lb-ºF


Cálculo de los índices de comportamiento y eficiencia energética del sistema.

Es necesario completar la información primaria y los cálculos de las propiedades y variables termodinámicas, con la siguiente información:

Formulario de datos complementarios
Parámetro y unidades Valor
Potencia de compresión, Kw
Trabajo que realiza e/o los compresores sobre el refrigerante
Motor, mono o trifásico
Tensión eléct. ,volt
Intensidad, amp
Factor potencia, cos f
eficiencia motor, (efm), tanto por uno
Potencia nominal, kWe_real
Prámetros complementarios del sistema de Refrigeración
Masa de refrigerante que circula, lb/h
Sistemas centrales de Aire Acondicionado. Determinación SEER real
Frigorías anuales , Btu/h-anual
Consumo anual de energía, Watt-h-anual
Borrar. Rectifica tus datos
ENVIAR
item Panel de indicadores. Unidades inglesas Resultados
1 calor absorbido en el evaporador (QB), Btu/lb 0.00
2 calor expulsado en el condensador (QA), Btu/lb 0.00
3 trabajo calculado ejercido por el compresor (W), Btu/lb 0.00
4 trabajo calculado ejercido por el compresor (W), kW/lb 0.00
5 porciento enriquecimiento del vapor succión del compresor, % 0.00
6 volumen especifico en la succión compresor, pie3/lb 0.00
7 cantidad de refrigerante, lb/h-ton (por cada ton refrigeracion) introduce valores en el formulario
8 coeficiente de comportamiento ideal COP, (Qb/W) 0.00
Base: 1 hora de operación
9 masa del refrigerante, lb/h
10 refrigeración total, ton ref. 0.00
11 refrigeración total, Btu/h 0
12 potencia frigorifica, (Qb) en kW_frigorifico 0.00
13 potencia teorica, (W) en kWe_teorico 0.00
14 potencia electrica real, (W) en kWe_real 0.00
Mono o Trif. Haz tu seleccion. Rectifica.
15 Pérdidas potencia, (Wreal vs Wteorico): kw-h = kWe-(W) y en % 0 Y el % 0.00
16 ton ref por kWe (ton/kWe_real) 0.00
17 coeficiente de comportamiento real COP, (Qb/Wreal) 0.00
18 Energy Efficiency Ratio (EER), (Qb)/W 0.00
19 Emisiones de CO2 en kg (Base F/O primario Térmoeléctrico) por kWe_teórico consumidos 0.0
20 Emisiones de CO2 en kg (Base F/O primario Térmoeléctrico) por kWe_real consumidos 0.0
21 Posibilidades de reducción de emisiones, en kg/kWe_real y en % , mejorando la eficiencia introduce valores en el formulario
0 y el % es 0.00
Indicadores específicos para los Sistemas centralizados de Aire Acondicionado.
22 Coeficiente de Comportamiento Estacional de un Aire Acondicionado o una Bomba de Calor. EER=SEER * 0.85. Calculado en función del valor EER anterior, ARI 210/240 del 2008 0.00
23 SEER determinado en función de los Btu/h frigoríficos y la energía consumida en Watt-h en el mismo periodo, datos introducidos en el Formulario de datos complementarios 0.00

Reporte en otras Unidades Técnicas

Panel de impresión - Reporte en otras Unidades Técnicas.
Propiedades - variables de estado. Sistema de Refrigeración. Refrigerante Amoniaco (R717)


I Propiedades del Amoniaco Líquido
presion abs , kg/cm2 0.00
temp, ºC -17.78
densidad, kg/m3 0.00
calor esp. kcal/kg-ºc
entalpía, kcal/kg 0.00
calor latente, kcal/kg 0.00


III Propiedades del Amoniaco Recalentado
presion abs , kg/cm2 0.00
temp, ºC -17.78
vol. gas, m3/kg 0.00
entalpía gas, kcal/kg 0.00
entropia gas, kcal/kg-ºC

II Propiedades del Amoniaco saturado
presion abs , kg/cm2 0.00
temp, ºC -17.78
vol. liq, m3/kg 0.00
vol. gas, m3/kg 0.00
entalpía liq., kcal/kg 0.00
calor latente, kcal/kg 0.00
entalpía gas, kcal/kg 0.00
entropia liq, kcal/kg-ºC
entropia gas, kcal/kg-ºC



Panel de indicadores. Otras unidades técnicas.
item Indicadores del comportamiento y la eficiencia energética Udades Resultados Udades  
1 calor absorbido en el evaporador (QB) kcal/kg 0.00 KJoule/kg 0.00
2 calor expulsado en el condensador (QA) kcal/kg 0.00 kJoule/kg 0.00
3 trabajo calculado ejercido por el compresor (W) kcal/kg 0.00 KJoule/kg 0.00
4 trabajo calculado ejercido por el compresor (W) kW/kg 0.0000
5 porciento enriquecimiento del vapor succión del compresor, % % 0.00
6 volumen especifico en la succión compresor m3/kg 0.000 cm3/kg 0.00
7 cantidad de refrigerante, kg/h-ton (por cada ton refrigeracion) kg/h-ton introduce valores en el formulario
0.00
g/h-ton 0.00
8 coeficiente de comportamiento ideal COP, (Qb/W) adim 0.00
Base: 1 hora de operación
9 masa del refrigerante kg/h 0 g/h 0
10 refrigeración total ton ref 0.00
11 refrigeración total frig/h 0.00 kJfrig/h 0.00
12 potencia frigorifica, (Qb) kW_frigorifico 0.00
13 potencia teorica, (W) kWe_teorico 0.00
14 potencia electrica real, (W) en kWe_real kWe_real 0.00
Mono o Trif. Haz tu seleccion. Rectifica.
15 Pérdidas potencia,(Wreal vs Wteorico) kW y % 0 Y el % 0.00
16 ton ref por kWe ton/kWe_real 0.00
17 coeficiente de comportamiento real COP, (Qb/Wreal) adim 0.00
18 Energy Efficiency Ratio (EER), (Qb)/W Btu/h-W 0.00
19 Emisiones de CO2 (Base F/O primario Térmoeléctrico) por kWe_teorico consumidos kg emitido 0.0
20 Emisiones de CO2 (Base F/O primario Térmoeléctrico) por kWe_real consumidos kg emitido 0.0
21 Posibilidades de reducción de emisiones, en , mejorando la eficiencia kg/kWe_real y % introduce valores en el formulario
0 y el % es 0.00
Indicadores específicos para los Sistemas centralizados de Aire Acondicionado.
22 Coeficiente de Comportamiento Estacional de un Aire Acondicionado o una Bomba de Calor. EER=SEER * 0.85. Calculado en función del valor EER anterior, ARI 210/240 del 2008 Btu/h-W 0.00
23 SEER determinado en función de los Btu/h frigoríficos y la energía consumida en Watt-h en el mismo periodo, datos introducidos en el Formulario de datos complementarios Btu/h-W 0.00
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