El amon\u00edaco transporta m\u00e1s calor por kilogramo de refrigerante que los HFC o el CO\u2082. Su calor latente de vaporizaci\u00f3n alcanza los 1.371 kJ\/kg a -33 \u00b0C. Esto significa que los compresores realizan menos trabajo para obtener la misma potencia de refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
La tabla siguiente compara el amon\u00edaco con las dos alternativas m\u00e1s comunes en funci\u00f3n de los principales factores de rendimiento y reglamentarios:<\/p>\n\n\n\n Un sistema de amon\u00edaco de 100 toneladas cuesta entre 15 y 20% m\u00e1s al inicio de la operaci\u00f3n que un sistema equivalente de HFC. Sin embargo, los costos anuales de operaci\u00f3n son 20 a 30% m\u00e1s bajos. Durante un periodo de 20 a\u00f1os, el coste total de propiedad favorece al amon\u00edaco para la mayor\u00eda de las instalaciones industriales.<\/p>\n\n\n\n Existen cuatro tipos principales de sistemas para la refrigeraci\u00f3n con amoniaco: expansi\u00f3n directa (DX), inundaci\u00f3n, sobrealimentaci\u00f3n y cascada NH\u2083\/CO\u2082. La elecci\u00f3n correcta depende de la capacidad de refrigeraci\u00f3n, la temperatura objetivo, la cantidad de amoniaco que se pueda almacenar en el lugar y las regulaciones locales.<\/p>\n\n\n\n La lista que sigue describe cada tipo y su mejor aplicaci\u00f3n:<\/p>\n\n\n\n El dise\u00f1o en cascada NH\u2083\/CO\u2082 se est\u00e1 poniendo cada vez m\u00e1s de moda en nuevas instalaciones de procesamiento de alimentos, especialmente en mercados con estrictas regulaciones sobre la carga en el lugar. Esto mantiene las ventajas de eficiencia del amon\u00edaco al tiempo que reduce el inventario en el lugar en un 60\u201380%. En regiones donde los l\u00edmites de carga son menos restrictivos, los sistemas de amon\u00edaco directo siguen siendo la opci\u00f3n predominante. Ambos enfoques pueden ayudar a las instalaciones a mantener el nivel bajo el umbral PSM de la OSHA de 10.000 libras (4.536 kg).<\/p>\n\n\n\n El tipo de compresor y el dise\u00f1o del intercambiador de calor controlan la COP, la frecuencia de los ciclos de descongelaci\u00f3n y la carga total de refrigerante. Estas decisiones deben tomarse durante la fase de dise\u00f1o; cambiarlas m\u00e1s adelante resulta costoso.<\/p>\n\n\n\n Los compresores de tornillo con accionamiento de frecuencia variable (VFD) son el est\u00e1ndar para los sistemas de amon\u00edaco de gran tama\u00f1o. Funcionan de forma eficiente entre el 40 y el 100% de la capacidad nominal. Por debajo de -30 \u00b0C, la compresi\u00f3n en dos etapas reduce la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n por etapa. Esto mejora la COP en un 8 a un 12% en comparaci\u00f3n con los dise\u00f1os de una sola etapa. La operaci\u00f3n de m\u00faltiples compresores en paralelo a\u00f1ade capacidad de respaldo y permite a los operadores adaptar la salida a la carga real del proceso.<\/p>\n\n\n\n La expansi\u00f3n hidr\u00e1ulica del tubo proporciona una uni\u00f3n m\u00e1s estrecha entre el tubo y la aleta que la expansi\u00f3n mec\u00e1nica. Esto significa una transferencia de calor m\u00e1s uniforme a trav\u00e9s de toda la bobina. La variaci\u00f3n del paso de las aletas reduce la acumulaci\u00f3n de hielo en las superficies de la bobina. Esto puede prolongar el tiempo entre los ciclos de descongelaci\u00f3n hasta en un 30%. Los principales fabricantes utilizan software de simulaci\u00f3n de intercambiadores de calor para ajustar la geometr\u00eda del evaporador de forma precisa para cada aplicaci\u00f3n espec\u00edfica.<\/p>\n\n\n\n El m\u00e9todo de descongelaci\u00f3n afecta al consumo de energ\u00eda, a la duraci\u00f3n del ciclo y a la estabilidad de la temperatura del producto. Las tres opciones principales se enumeran a continuaci\u00f3n:<\/p>\n\n\n\n La seguridad debe incorporarse al sistema desde el inicio del proceso de dise\u00f1o. El olor del amon\u00edaco se detecta a concentraciones tan bajas como 5 ppm \u2014muy por debajo del l\u00edmite de exposici\u00f3n permitido por la OSHA de 50 ppm. Esto proporciona a los trabajadores una alerta temprana natural antes de que la exposici\u00f3n alcance niveles peligrosos. Esto proporciona a los trabajadores una alerta temprana natural que los refrigerantes sint\u00e9ticos inodoros no pueden proporcionar.<\/p>\n\n\n\n Las capas de seguridad dise\u00f1adas refuerzan esta propiedad natural. La tabla siguiente muestra cada capa y lo que requiere en la fase de dise\u00f1o:<\/p>\n\n\n\n Reducir la carga de amoniaco mediante la selecci\u00f3n de la arquitectura es la estrategia de reducci\u00f3n de riesgos m\u00e1s eficaz disponible durante el dise\u00f1o. Adem\u00e1s, la reducci\u00f3n del inventario in situ tambi\u00e9n reduce los costos de seguro y simplifica la documentaci\u00f3n de cumplimiento bajo los programas PSM de la OSHA y los marcos nacionales equivalentes.<\/p>\n\n\n\n Cuatro estrategias en la fase de dise\u00f1o impulsan la eficiencia en los sistemas de amon\u00edaco: el control de la presi\u00f3n en la cabeza de salida, la compresi\u00f3n en dos etapas, la integraci\u00f3n de VFD y la recuperaci\u00f3n de calor del gas de descarga. Cada una se enfoca en un punto diferente del ciclo de refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n El control de la presi\u00f3n de la cabeza flotante ajusta la presi\u00f3n de condensaci\u00f3n en funci\u00f3n de la temperatura h\u00fameda exterior, en lugar de mantener un valor fijo. Este \u00fanico cambio mejora la COP estacional en un 8\u201315%. Los VFD en los compresores, las bombas y los ventiladores reducen el consumo de energ\u00eda durante las horas de carga parcial. Las condiciones de carga parcial representan entre el 60 y el 70% de las horas de funcionamiento anuales en la mayor\u00eda de las plantas de procesamiento de alimentos.<\/p>\n\n\n\n La recuperaci\u00f3n de calor extrae energ\u00eda t\u00e9rmica del gas de descarga del compresor a temperaturas de 70\u00b0C a 90\u00b0C. Las plantas pueden utilizar esta energ\u00eda t\u00e9rmica para calefacci\u00f3n de espacios, agua caliente o circuitos de descongelaci\u00f3n. Un sistema de recuperaci\u00f3n de calor bien dise\u00f1ado compensa entre el 15 y el 25% de la demanda total de energ\u00eda t\u00e9rmica de la instalaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n La arquitectura del sistema de control debe determinarse antes de que comience la construcci\u00f3n. La colocaci\u00f3n de los sensores, la selecci\u00f3n de las v\u00e1lvulas y la infraestructura el\u00e9ctrica dependen de ello. La incorporaci\u00f3n o modificaci\u00f3n de sistemas de control despu\u00e9s de la puesta en marcha aumenta los costos del proyecto en un 30\u201350%.<\/p>\n\n\n\n Los dise\u00f1os modernos utilizan controladores basados en PLC para monitorear en tiempo real m\u00faltiples zonas de temperatura. Los operadores pueden ver el estado del equipo, las temperaturas de las zonas y las alertas de aver\u00edas en una sola pantalla. Los programas predefinidos permiten que los sistemas cambien autom\u00e1ticamente los par\u00e1metros de congelaci\u00f3n cuando cambie el tipo de producto. La integraci\u00f3n SCADA conecta el sistema con una plataforma de monitoreo remota, lo que permite a los ingenieros diagnosticar los problemas sin tener que desplazarse al lugar. Errores comunes en los congeladores<\/em><\/strong><\/a> Ayuda a los equipos a actuar m\u00e1s r\u00e1pido cuando se activa una alarma.<\/p>\n\n\n\n El mantenimiento predictivo basado en IoT monitorea la vibraci\u00f3n, la ca\u00edda de presi\u00f3n y la corriente del motor. Los sistemas que utilizan un mantenimiento predictivo activo reducen los tiempos de inactividad no planificados en un 25\u201340% en comparaci\u00f3n con los planes de mantenimiento fijos.<\/p>\n\n\n\n Los sistemas de procesamiento de alimentos necesitan superficies evaporadoras higi\u00e9nicas, estrategias de descongelaci\u00f3n adaptadas a los niveles de humedad y una capacidad de refrigeraci\u00f3n dimensionada en funci\u00f3n de las tasas de congelaci\u00f3n espec\u00edficas de los productos. Estos requisitos son distintos de los requerimientos de un almac\u00e9n est\u00e1ndar de almacenamiento frigor\u00edfico.<\/p>\n\n\n\nPropiedad<\/strong><\/td> Amoniaco (R-717)<\/strong><\/td> HFCs<\/strong><\/td> CO\u2082 (R-744)<\/strong><\/td><\/tr> GWP<\/td> 0<\/td> 1,000\u20133,900<\/td> 1<\/td><\/tr> ODP<\/td> 0<\/td> 0<\/td> 0<\/td><\/tr> COP industrial t\u00edpico<\/td> 4.0\u20136.0<\/td> 3.0\u20134.5<\/td> 2.5\u20134.0<\/td><\/tr> Eficiencia vs. HFC<\/td> +15%<\/td> Niveles de referencia<\/td> Variable<\/td><\/tr> Riesgo de reducci\u00f3n gradual<\/td> Ninguno<\/td> Alto<\/td> Ninguno<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n \u00bfQu\u00e9 arquitectura de sistema deber\u00eda seleccionarse para un dise\u00f1o de refrigeraci\u00f3n con amon\u00edaco?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
\n
\u00bfC\u00f3mo afectan las especificaciones del compresor y del intercambiador de calor al rendimiento del sistema de amon\u00edaco?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Selecci\u00f3n y puesta a punto del compresor<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Dise\u00f1o de intercambiadores de calor<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Selecci\u00f3n del m\u00e9todo de descongelaci\u00f3n<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
\n
\u00bfC\u00f3mo se debe incorporar la seguridad en el dise\u00f1o de los sistemas de refrigeraci\u00f3n con amon\u00edaco?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Capa de seguridad<\/strong><\/td> Especificaciones de dise\u00f1o<\/strong><\/td><\/tr> Ventilaci\u00f3n de las salas de m\u00e1quinas<\/td> Dise\u00f1ado para eliminar concentraciones peligrosas en 4 minutos<\/td><\/tr> Detectores de fuga<\/td> Alertas a 25 ppm (alerta), 150 ppm (alerta), 300 ppm (apagado)<\/td><\/tr> V\u00e1lvulas de aislamiento autom\u00e1ticas<\/td> Se cierra autom\u00e1ticamente cuando se activa una alarma<\/td><\/tr> Ayuda de emergencia<\/td> Ventas hacia un pozo de absorci\u00f3n de agua<\/td><\/tr> Minimizaci\u00f3n de la carga<\/td> El dise\u00f1o en cascada reduce el inventario in situ en un 60\u201380%<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n \u00bfQu\u00e9 estrategias de eficiencia energ\u00e9tica se aplican espec\u00edficamente al dise\u00f1o de sistemas de refrigeraci\u00f3n con amon\u00edaco?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
\u00bfC\u00f3mo los sistemas de control y los requisitos de automatizaci\u00f3n afectan el dise\u00f1o de la refrigeraci\u00f3n con amon\u00edaco?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
\u00bfQu\u00e9 par\u00e1metros de dise\u00f1o cambian cuando la refrigeraci\u00f3n con amon\u00edaco se utiliza en aplicaciones de procesamiento de alimentos?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Sistemas de congelador espiral IQF<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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