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La eficiencia energética en compresores frigoríficos industriales: Técnica y normativa.

Este artículo está destinado a las personas de ingenierías, consulting y usuarios de frío industrial. El objetivo es poder elegir en clave eficiencia energética entre los distintos compresores del mercado y su normativa. Damos por establecidas las prioridades:

• Seguridad: Para las personas.
• Fiabilidad: Para garantizar la producción.
• Eficiencia: Como herramienta fundamental de competitividad.
• Precio: Que en primera instancia paga la fiabilidad y eficiencia.

Pero hoy nos centramos en la eficiencia energética. Y para ello ordenamos los criterios que nos ayudarán a seleccionar las opciones disponibles:

• Diseño
• Ejecución
• Normativa
• Software de selección del fabricante.

 

La eficiencia energética en compresores frigoríficos industriales: Técnica y normativa.

Diseño: El diseño del compresor es muy importante y no siempre resulta sencillo evaluarlo. Para facilitar esta tarea destacamos los siguientes aspectos:

• Relación rotor macho/hembra: Existen distintas combinaciones. 
La relación 4/6 es la más lenta y por tanto susceptible de desgastarse menos. Aunque esto penaliza ligeramente la eficiencia. 
La relación 5/6 es la más rápida y por tanto susceptible de desgastarse más. Aunque aporta una mejora en COP. MYCOM cuenta con esta solución que además de muy eficiente reduce el mantenimiento hasta un 60%. Esto es debido a la asimetría de los diámetros entre el macho y la hembra, entre otras razones.

• Forma del perfil: El perfil helicoide puede tener el mismo ángulo en los tres tamaños (S,M,L) de cada modelo. O por el contrario puede tener ángulos distintos para cada tamaño. Esto beneficia a la eficiencia energética al coordinar el momento del cierre en la aspiración con la descarga.

• Vi adecuado: Todos los compresores industriales tienen que estar diseñados para el régimen de trabajo en el que trabajan. Muy especialmente en el “agujero” de la descarga. Si este fuese pequeño se produciría una sobre compresión dentro del compresor y por tanto un mayor consumo. Si fuese más grande, una pérdida de compresión y eficiencia. Existen tres tipos de Vi más dos para aplicaciones booster.

• Laberintos de cierre al principio y final del rotor: Este diseño es muy innovador y solo está presente en las series de MYCOM i y J; hace más estanca la zona de compresión mejorando su eficiencia volumétrica.

• Posicionado de rotores mediante cojinetes o rodamientos de rodillos: Queremos destacar que cuanto menor es la holgura del sistema de apoyos, menor es el bypass interno entre rotores. En este sentido los cojinetes son el elemento más preciso que existe. Y está considerado dentro de la calidad más alta del mercado.

Ejecución: El diseño de un compresor es muy importante. Pero un buen diseño mal mecanizado no produce buenos resultados. Para distinguir esto existen varios parámetros que mencionan todos los fabricantes:

• Ajuste axial (end clearance): Es la holgura que queda entre el rotor y la tapa de descarga. Cuanto mayor sea, menos precisión de mecanizado y más bypass. Por tanto menos eficiencia. La mínima del mercado es en torno a 0,04mm. La máxima en torno a 0,4mm. Como se puede apreciar, la diferencia es muy grande y también la perdida de rendimiento.

• Pistón de balance: Este pistón de balance, aunque forma parte del diseño de la máquina, tiene por objeto ayudar a los rodamientos que aguantan el esfuerzo axial que se produce en todos los tornillos. Con esto mantenemos sus holguras al mínimo y por tanto también la medida de ajuste axial antes mencionada. Es un elemento imprescindible para cualquier compresor en aplicación industrial.

Normativa: En este apartado, mencionar que existen dos normativas destacadas. Por un lado, la normativa europea que engloba dos normas EN12900 + DIN 8976), y por otro lado, el estándar API 619 / AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE) por el cual se rigen todas las aplicaciones petroquímicas. Este último está considerado el estándar de calidad más elevado.

Las tolerancias permitidas para una aplicación por debajo de -10ºC de evaporación son las siguientes:

Normativa europea: 
EN12900: 15% en potencia absorbida. 10% en potencia frigorífica. (Desviación máxima 10% COP)
DIN 8976: 5% en potencia absorbida. 7% en potencia frigorífica.

Y se suman las dos: siendo el resultado final 17% en potencia frigorífica. 15% en potencia absorbida.

Estándar API 619:
+/- 5% tanto para la potencia frigorífica como la absorbida.

Como se pude apreciar, la normativa petroquímica protege mucho mejor al usuario final evitando grandes desviaciones sobre los valores mencionados por el fabricante.

Software: Muchas veces vemos casos en los que no se comparan los mismos parámetros de selección. Es importante evitar seleccionar “auto subcooling” o similares. De este modo, podemos seleccionar nosotros mismos los parámetros que mejor se adaptan a nuestra instalación.


Esperamos que este artículo les sirva de ayuda. Para cualquier comentario por favor dirijan su consulta a mi correo electrónico. botana@mayekawa.es


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