Páxina 1 de 21

Dirección Xeral de Educación, Formación Profesional e Innovación Educativa

Proxecto de innovación. Convocatoria 2014.

Memoria final. Resultados do proxecto.

Título do proxecto Uso do refrixerante R-134a para cámaras de conxelación

Autores Mª Belen Villanueba Montoto, Maria Dolores Maroño Buján, Esmeralda Gil Troitiño; Jesús Luís Rodríguez Bernárdez; José Luís de Luís Casares; Fernando Rodríguez Pequeño; Teófilo Neira Franco; Victor Ríos Noya; Mario Marcos Pardo Pérez; César Saá Estévez; Alfonso González Docasar

Nome do arquivo Cámara-conxelación-134a

Este proxecto de innovación resultou premiado na Resolución do 20 de xuño de 2014 da Dirección Xeral de Educación, Formación Profesional e Innovación Educativa pola que se conceden os premios para o desenvolvemento de proxectos de innovación tecnolóxica ou científica e proxectos de innovación didáctica no ámbito da Formación Profesional en centros públicos dependentes da Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria (Resolución do 24 de marzo de 2014).

Páxina 2 de 21

Índice

1. Memoria xustificativa ................................................................................................ 3

1.1 Historia do proxecto. Xustificación ................................................................................ 3

1.2 Relación de participantes .............................................................................................. 5

Centro coordinador ............................................................................................................................. 5 Empresas ou entidades participantes ................................................................................................. 6

1.3 Actividades realizadas .................................................................................................. 7

Centro coordinador. Actividades realizadas. ...................................................................................... 7 Empresas ou entidades participantes. Actividades realizadas. .......................................................... 8

1.4 Avaliación final. Indicadores.......................................................................................... 8

Centro coordinador. Plan de avaliación. Indicadores. ........................................................................ 8 1.4.1. Resultados de consumo enerxético acumulado: ..............................................................................9 1.4.2. Resultados sobre o efecto medioambiental das instalacións: ........................................................10 1.4.3. Custos da instalación: .....................................................................................................................11 1.4.4 Posta en marcha ..............................................................................................................................13 1.4.5 Mantemento .....................................................................................................................................13

Empresas e/ou entidades participantes. Plan de avaliación. Indicadores. ....................................... 13

1.5 Conclusións. Valoración global do proxecto e previsións de futuro ............................. 14

Respecto ao contraste entre as dúas instalacións: .......................................................................... 14 Respecto a particularidades do proceso técnico desenvolvido: ....................................................... 14 Liñas futuras de investigación .......................................................................................................... 15

1.6 Memoria de xustificación económica .......................................................................... 15

2. Resultados do proxecto .......................................................................................... 16

2.1 Planos ........................................................................................................................ 16

2.2 Unidades de traballo ................................................................................................... 17

2.3 Datos e gráficos .......................................................................................................... 18

2.4 Fotos .......................................................................................................................... 21

2.5 Videos multimedia ...................................................................................................... 21

Páxina 3 de 21

1. Memoria xustificativa

1.1 Historia do proxecto. Xustificación

Durante o curso 2012-13 no ciclo diúrno de grao medio correspondente ao título de téc-

nico en instalacións frigoríficas e de climatización e no módulo MP0041. Montaxe e man-

temento de instalacións frigoríficas industriais; reflexionouse que debido ao impacto medio-

ambiental dos refrixerantes dispoñibles para conxelación e as normativas existentes, o sector

tiña un gran problema. O grupo de alumnado meditou partindo dos coñecementos adquiri-

dos e buscando información; que as posibles solucións pasaban polo uso de hidrocarburos

ou refrixerantes naturais mentres a industria química non dera unha resposta adecuada ás ac-

tuais limitacións. O problema destas solucións e a perigosidade e/ou toxicidade e a comple-

xidade técnica das solucións. Recapacitando en que durante máis dunha década en frigorífi-

cos domésticos e arcóns conxeladores usouse o R-134a, debateuse por que non ao seu uso

en instalacións frigoríficas de maior tamaño. Formuláronse solucións técnicas para o seu uso

e deseñouse unha posible instalación de conxelación con este refrixerante, que ademais se

lle incorporaría un descarche con recuperación de calor para aumentar a eficiencia do equi-

po. Durante o segundo trimestre do curso comezouse coa montaxe do primeiro prototipo

usando material doado por empresas e readaptando para esta aplicación: cambio de aceites,

protección dos motores …..

Durante o curso 2012-13 paralelamente e nos módulos de ciclos superiores de eficien-

cia enerxética e enerxía solar térmica a través dos módulos de MP0121. Equipamentos e ins-

talacións térmicas e MP0349. Eficiencia enerxética de instalacións sumáronse a esta expe-

riencia realizando simulacións teóricas do ciclo frigorífico formulando e comprobando os

avances na montaxe da instalación.

Durante o curso 2013-14 no ciclo diúrno de grao medio correspondente ao título de

técnico en instalacións frigoríficas e de climatización e no módulo MP0041. Montaxe e

mantemento de instalacións frigoríficas industriais e no ciclo nocturno de grao medio co-

rrespondente ao título de técnico en instalacións frigoríficas e de climatización e no módulo

MP0036. Máquinas e equipamentos térmicos; púxose en marcha este prototipo de instala-

ción axustándoa para o seu correcto funcionamento e realizando unha serie de medidas que

comparadas coas instalacións tradicionais de R-507A montadas durante o curso adiantaban

unha mellora neste tipo de cámaras frigoríficas.

Este proxecto resultou premiado na Resolución de 20 de xuño de 2014 da Dirección Xe-

ral de Educación, Formación Profesional e Innovación Educativa, pola que se conceden os

premios para o desenvolvemento de proxectos de innovación tecnolóxica ou científica e

proxectos de innovación didáctica no ámbito da Formación Profesional en centros públicos

dependentes da Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria (convocados

na Resolución de 24 de marzo de 2014).

O proxecto consistiu en montar a par unha instalación para cámara de conxelación que

se monta hoxe en día no sector con R-507A e unha cámara de conxelación exactamente

igual pero montada cun equipo de R-134a. Aproveitouse a montaxe para comparar sistemas

de descarche distintos; no primeiro caso levou un descarche por resistencias eléctricas, mon-

tado tradicionalmente nestes equipos, e no segundo caso montouse un descarche por recupe-

ración de calor. Os dous equipos estiveron dando servizo en cámaras xemelgas; con condi-

cións de funcionamento idénticas: mesma rede eléctrica, mesmas temperaturas exteriores,

interiores de parada… e grazas a un sistema de adquisición de datos análizouse a enerxía

consumida por cada equipo así como as variables de temperatura, presións…para poder ter

Páxina 4 de 21

comparativas.

As montaxes aínda que estaban moi avanzadas no mes de Setembro grazas a iniciarse xa

fai dous cursos, houbo que refacelas practicamente dende cero por variar totalmente o cadro

de control das mesmas; e puxéronse en marcha grazas aos alumnos do ciclo medio de frío e

climatización diurno promoción do curso 2014-15 os cales grazas a súa inquietude; se lles

adaptou parte das ensinanzas dos curriculums formativos, traballando, durante o primeiro

trimestre nestas montaxes e na súa posta en marcha. A par dous alumnos do ciclo superior

de eficiencia enerxética realizaron os seus traballos do módulo de proxecto sobre estas insta-

lacións; documentando parte dos resultados ademais da realización dos esquemas eléctricos,

frigoríficos e de principio incluidos neste traballo coas súas correspondentes modificacións

durante o desenvolvemento real das instalacións.

A posta en marcha foi difícil debido a complexidade técnica das montaxes, as novidades

empregadas e os defectos en parte dos elementos empregados ao ser reutilizados de outras

montaxes realizadas en cursos pasados e que provocaban fallos que houbo que analizar ata

dar co problema; pero ao final as cámaras prototipo mantivéronse en funcionamento varios

días para poder realizar os axustes finais e detectar posibles problemas; ademais de realizar-

se as primeiras tomas de datos comparativos que nos proporcionan as conclusións aportadas

neste traballo; quedandolle moito xugo por sacar aínda a estas montaxes a nivel comparati-

vo.

Actualmente as montaxes están operativas e son obxeto de estudo nos distintos módulos

relacionados que se imparten no centro; ademais de estar dispoñibles para mostrar a calque-

ra técnico do sector interesado e que se achegue polas nosas instalacións. Asimesmo estase

desenvolvendo un grupo de traballo sobre “Adquisición de datos en instalacións de sistemas

enerxéticos” para sacarlle maior partido ao sistema de adquisición de datos implementado

nesta montaxe.

Páxina 5 de 21

1.2 Relación de participantes

Centro coordinador

Agradecementos aos seguintes alumnos sen os cales non sería posible o desenvolve-

mento deste traballo; sirva esta mención como agradecemento dende o CIFP Valentín Paz

Andrade.

Curso 2º de ciclo medio de frío e climatización 2012-13:

Saúl Martínez González

José Núñez Feliz

Iván Conde Rodríguez

Curso 2º de ciclo medio de frío e climatización 2013-14:

Simón Bastos Villamarín

Adrián Fernández Álvarez

Óscar Guisado Castro

Curso 2º de ciclo medio de frío e climatización 2014-15:

Jorge Ballesteros Puga

Mariano Esteban Calabresi

Samuel Fernández Chapela

Alberto Gil Alonso

Guillermo Iglesias Torres

José Carlos Leites Piñeiro

Centro coordinador: CIFP Valentín Paz Andrade Código de centro 36014568

Coordinador do proxecto

Nome Apelidos Enderezo electrónico Especialidade

Alfonso González Docasar alf-docasar@edu.xunta.es 205-Sistemas enerxéticos

Profesorado participante

Nome Apelidos Enderezo electrónico Especialidade

Mª Belén Villanueva Villanueva Montoto m.belenvillanuevamontoto@edu.xunta.es

125-Sistemas electrot. e automáticos

Mario Marcos Pardo Pérez mario.marcospardo@edu.xunta

205-Sistemas enerxéticos

María Dolores Maroño Buján, maríabuxan@edu.xunta.es 113-Sistemas enerxéticos

Jesús Luís Rodríguez Bernárdez lrbernardez@edu.xunta.es 205-Sistemas enerxéticos

Eduardo Giménez Bugarín egimenez@edu.xunta.es 113-Sistemas enerxéticos

César Saá Estévez cesarsaa05@edu.xunta.es 113-Sistemas enerxéticos

Victor Ríos Noya vrios@edu.xunta.es 113-Sistemas enerxéticos

José Luís De Luís Casares luiscasares@edu.xunta.es 205-Sistemas enerxéticos

Esmeralda Gil Troitiño giltroitiño@edu.xunta.es 113-Sistemas enerxéticos

Teófilo Neira Franco teoneira@edu.xunta.es 205-Sistemas enerxéticos

Fernando Rodríguez Pequeño fernandorope@edu.xunta.es 205-Sistemas enerxéticos

Páxina 6 de 21

Kevin Lorenzo Gándara

Denís Martínez Lago

Diego Puime Pazos Álvaro Vázquez Carrera

Curso 2º de ciclo superior de eficiencia enerxética 2014-15:

Mª Aurelia Pavón Fernández Javier Vázquez Lorenzo

Empresas ou entidades participantes

Empresas ou entidades participantes

Denominación empresa CIF Persoa de contacto Enderezo electrónico

Covigan B27771088 José Luís González Fernández compras@covigan.com

Manfrilec B27711399 Alfonso Conde Casal manfrilecvigo@hotmail.com

Páxina 7 de 21

1.3 Actividades realizadas

Realízase unha relación e descrición das actividades levadas a cabo no proxecto de inno-

vación polo centro e empresas participantes.

Centro coordinador. Actividades realizadas.

a) Realizouse a documentación das instalacións para o seu montaxe a través dos planos

das mesmas:

Nº plano Nº de follas Denominación

1 1 Plano de situación e liñas frigoríficas

2 1 Esquema frigorífico cámara de R-134a

3 1 Situación de sondas esquema frigorífico cámara de R-134a

4 1 Esquema sinóptico cámara de R-134a

5 3 Esquema de control eléctrico cámara de R-134a

6 1 Detalles bornas caixas de derivación eléctricas cámara de R-134a

7 1 Esquema frigorífico evap-1 cámara de R-507A

8 1 Situación de sondas esquema frigorífico evap-1 cámara de R-507A

9 1 Esquema frigorífico evap-2 cámara de R-507A

10 1 Situación de sondas esquema frigorífico evap-2 cámara de R-507A

11 1 Esquema sinóptico cámara de R-507A

12 4 Esquema de control eléctrico cámara de R-507A

13 1 Detalles bornas caixas de derivación eléctricas cámara de R-507A

14 1 Sistema de control e supervisión das instalacións frigoríficas

15 2 Esquema cadros auxiliares de control e supervisión

b) Realizouse a montaxe e posta en marcha das instalacións por parte do alumnado de 2º

ciclo medio de frío e climatización.

c) Alumnos do ciclo superior de eficiencia enerxética realizaron o seu módulo de proxec-

to tomando como referencia estas instalacións.

d) Desenvolveronse as seguintes unidades de traballo relacionadas co proxecto:

1.- Efectos medioambientais nas cámaras frigoríficas de conxelación.

2.- Análise de ciclos frigorificos para cámaras frigorificas de conxelación.

3.- Cálculo de cargas térmicas nas cámaras frigoríficas de conxelación.

4.- Cálculo de elementos dos circuitos frigoríficos das cámaras frigoríficas de

conxelación.

5.- Cálculo das tubaxes para cámaras frigoríficas de conxelación.

6.- Cálculo das cargas de refrixerante nas cámaras frigoríficas de conxelación.

7.- Esquemas frigoríficos das cámaras frigoríficas de conxelación.

8- Cálculo das seccións eléctricas das cámaras frigoríficas de conxelación.

9.- Esquemas eléctricos das cámaras frigoríficas de conxelación.

10.- Presuposto das cámaras frigoríficas de conxelación.

Páxina 8 de 21

Empresas ou entidades participantes. Actividades realizadas.

As empresas Covigan e Manfrilec colaborarón das seguintes formas:

a) Doaron parte do material de segunda man que dispoñían nas súas instalacións: com-

presores para a instalación prototipo, condensadores frigoríficos da instalación de R-

134a e das instalacións de R-507A..... o cal simplemente houbo que realizarlle peque-

nas reparacións ou adaptacións no centro; pero que sin o seu aporte sería imposible le-

var a cabo este proxecto debido aos elevados custos do material no sector da refrixera-

ción.

b) Estiveron en contacto co centro a través do profesorado implicado no proxecto

aportando suxestións e información práctica.

1.4 Avaliación final. Indicadores

Realízase a valoración das diferentes actividades levadas a cabo, mediante os indicadores

establecidos no proxecto inicial.

Centro coordinador. Plan de avaliación. Indicadores.

Neste apartado expóñense os resultados obtidos de ámbalas dúas instalacións con cámara

frigorífica de conxelación analizadas.

Este é o paso previo a obter conclusións. Exporanse as características básicas das máqui-

nas, nas cales radican as súas principais diferenzas, e despois expóñense diversos tipos de

resultados obtidos, non só os referentes ao consumo enerxético das mesmas, e que afectan a

este tipo de instalacións industriais.

Como características básicas dicir que as dúas instalacións posúen unha potencia térmica

de frío 3,21 kW, cunha temperatura de vaporización de -25ºC e unha temperatura de con-

densación é de 40ºC.

A primeira carga refrixerante R507A. Esta instalación realiza un ciclo frigorífico de

compresión mecánica simple, ou de simple etapa, é dicir, de un só chanzo de compresión. O

sistema de desxeo é eléctrico.

A segunda instalación realiza un ciclo de refrixeración mecánica en dobre etapa ou de

dous chanzos de compresión, empregando como refrixerante R-134a. O desxeo é realizado

Páxina 9 de 21

mediante recuperación de calor por gas quente.

O resultados que se expoñen abranguen os seguintes campos:

Resultados de consumo enerxético acumulado.

Resultados sobre implicacións do efecto medioambiental que as instalacións xe-

neran.

Resultados de custos das instalacións.

Resultados sobre axustes e características da posta en marcha das instalacións.

Resultados da análise de mantemento durante la vida útil das instalacións.

1.4.1. Resultados de consumo enerxético acumulado:

Partimos da potencia de carga térmica de 3,21kW establecida para un tempo de fun-

cionamento diario de 19h.

Respecto á valoración enerxética real, os resultados enerxéticos obtidos refírense a

consumos enerxéticos acumulados.

En unidades de traballo anteriores determinouse de xeito teórico os rendementos dos

ciclos. É nestas análises teóricas onde unha máquina de dobre etapa con R-134a mostra be-

neficios enerxéticos fronte unha máquina de R-507a.

Para a máquina frigorífica de dobre etapa con R-134a nas condicións de traballo mos-

tradas ofreceu un COPR-134a=2,61; mentres que o rendemento en ciclo simple con R-507A

obtido foi de COPR-507A =1,61. Estes serán os rendementos das plantas frigoríficas para o

cálculo de consumos; e aínda que teríamos que ter en conta os consumos auxiliares; ventila-

dores de condensador e evaporador; nesta comparativa como serían practicamente iguais nas

dúas instalacións non inflúe e ademais queda compensado, a nivel enerxético, no 10% de

sobredimensionar de carga térmica.

Na instalación de R-507A instalase un sistema de desxeo tradicional: eléctrico; o eva-

porador seleccionado incorpora unhas resistencias de 4,4KW; establecemos 6 desxeos ao

día de 20 minutos cada un co que nos sae 2 horas de desxeo ao día cunha enerxía consumida

a sumar a enerxía consumida durante as 19 horas de funcionamento do equipo frigorífico ao

día. Ben é certo que a análise foi feita para dezanove horas, polo que o cálculo acumulado

debería ser feito só para este número de horas. Aínda así, extrapólase ao ano completo,o cal

non desvirtúa o resultado para as dezanove horas.

DexeoAnualDexeoFrigAnualFrigDexeoFrigAnualtPtPEEE

507

Sustituindo valores:

a

kWh

a

d

d

hkW

a

d

d

hkWE

Anual039,17)3652(4,4)36519(

61,1

21,3507

a

kWh

a

d

d

hkWE

RQAnual492,13)36519(

61,1

21,3507

No caso da instalación de R-134a incorporaremos desxeo con recuperación de calor;

co que o desxeo prodúcese dentro das 19 h de funcionamento do circuíto frigorífico e o des-

xeo non consume enerxía extra.

Páxina 10 de 21

FrígFrigFrigAnualtPEE

134

Substituíndo valores:

a

kWh

a

d

d

hkWE

Anual529,8)36519(

61,2

21,3134

%06,50100

039,17

529,8100

507

134

a

kWha

kWh

E

E

Anual

Anual

%21,63100

492,13

529,8100

507

134

a

kWha

kWh

E

E

RQAnual

Anual

Comparando os resultados vemos que a instalación de R-134a anticipa un consumo un

49,9% menos de enerxía que a instalación de R-507A.

1.4.2. Resultados sobre o efecto medioambiental das instalacións:

Os valores de impacto sobre muda climática global, son os referidos ao de contribu-

ción ao efecto invernadoiro. Estes valores, para o R-134a e para o R-507A son obtidos do

IF2 do RSF.

Pódese establecer que unha instalación do tipo das analizadas posúe, perfectamente,

unha vida útil de 15 anos.

Dada a actual normativa sobre instalacións frigoríficas en vigor dende 2011, e levando

a cabo un cumprimento razoable da mesma, pódese establecer unha porcentaxe de recupera-

ción de refrixerante no desmantelamento das instalacións frigoríficas, unha vez rematada a

súa vida útil, dun 95%.

O R-507a é un refrixerante de media presión, mentres que R-134a é un refrixerante de

baixa presión. Para as mesmas condicións climáticas de condensación e para a mesma tem-

peratura de cámara frigorífica, as presións de traballo do R-134a son da orde da metade das

que posúe a máquina traballando co R-507a. Está establecido que as fugas de refrixerante

son proporcionais ás presións de traballo do interior do circuíto. En base a este proceder ex-

perimental do uso destas instalacións, pódese establecer que as perdas por fugas do circuíto

do R-134a serán da orde do 50% das perdas que posúa o circuíto de R-507A. Para a instala-

ción de R-507A estímanse unhas perdas por fugas de ao redor do 12% da carga total; polo

que na instalación de R-134a poderanse establecer unhas perdas por fugas de ao redor do

6%.

O factor "β" de equivalente de produción de CO2 por kWh eléctrico consumido, será

tomado o do ano 2013 na península, de valor: 0,241 kgCO2/kWh.

A carga de refrixerante de R- 134a é de 4,44 kg. Na instalación de R-507A a carga é

de 4,20 kg.

Aplicando a fórmula do TEWI:

AnualcuperaciónEnPCAmPCAnLTEWI

Re1

Páxina 11 de 21

Carga [kg] PCA·100 % Fugas % Recup EER / COP Enerxía Cons Sumando Sumando Sumando [TEWI / kg CO2]

[kWh/a] por fugas por desmant por consumo

Simple etapa: R-507A (Dex. Elect) 4,2

3260 12 95 1,61 17038,93 24645,6 684,6 61595,72 86.926

Dobre etapa: R-134a (Dex. Recup)

4,44 1300 6 95 2,61 8529,25 5194,8 288,6 30833,25 36.317

Respecto ao impacto medio ambiental sobre a muda climática obsérvase que os resul-

tados amosan que a instalación de R-134a presenta unhas emisións de CO2 á atmosfera dun

58,2% menos que a instalación de R-507A. O impacto é proporcional ás emisións de dióxi-

do de carbono, polo que a menor porcentaxe no impacto é a mesma que a das emisións.

1.4.3. Custos da instalación:

A valoración de custo require de valorar dous aspectos, os custos de funcionamento e os

custos dos equipos e da montaxe.

Esta valoración de custos non pretende ir máis alá do que é obter os valores monetarios

equivalente de cada unha das instalacións. É dicir, non procurar valorar os posibles prazos

de amortización da instalación.

1.4.3.1. Custos de funcionamento

Os custos de funcionamento están afectados de dous aspectos, o de consumo e o de man-

temento, pero ao ser dúas instalacións practicamente iguais, os custos de mantemento veñen

ser os emesmo polo que non é relevante entrar neles dado o enfoque do presente traballo.

Pártese, entón, de que a diferenza entre os dous tipos de instalacións vai estar só na ener-

xía consumida ao final do ano.

A factura eléctrica de partida vai ser de 3.0 A, por ser a máis estendida entre as pequenas

empresas. Asemade o tempo de funcionamento medio entre os tres tramos horarios deste ti-

po de facturación (Período 1=4h, Período 2=12h e Período 3=8h); co que atoparase o custo

medio proporcional ao custo en cada tramo horario:

Tarifa 3.0A Período 1 Período 2 Período 3

Enerxía (€/kW*h) 0,165383 0,130022 0,089085

Prezos da tarifa eléctrica 3,0 A (Datos ENDESA a 1 de novembro de 2014)

kWhCusto

incIVEkWhMedio

€14733,021,1·)34,0·089085,0()5,0·130022,0()16,0·165383,0(

.],[

Suporase un custo do kWh, incluído o IVE, de 0,14733 Euro; correspondente á factura

3.0A e co que:

Enerxía con-

sumida

Custo

kWh

Custo

Anual

[kWh/a] (IVE

inc.) [€]

Tradicional R-507A (Dex. Elect) 17.038,93 0,14733

2.510

Dobre etapa R-134a (Dex. Recup.) 8.529,25 1.257

Páxina 12 de 21

Observando os resultados detéctase que a instalación de R-134a presenta un aforro nos

custos de funcionamento da orde do 50% fronte á instalación de R-507A. Os datos do aforro

económico son de 1.253 € anuais que, tendo presente a vida útil estimada previa da instala-

ción de 15 anos, equivale a un aforro económico no período de vida de 18.795 €.

1.4.3.2. Custos de montaxe

Tomando os datos calculados en unidades de traballo anteriores pódense integrar na se-

guinte táboa:

Materiais [€] Man de obra [€] Total [€]

Inst.R-507A 10.297 6.413 16.710

Inst.R-134a 13.283 7.018 20.301

Custo inicial da instalación.

Contrastando a diferenza, que resulta ser de 3.591 € máis cara a instalación R-134a que a

de R-507A. Ou sexa un 17,7% de aforro co montaxe tradicional sobre o montaxe en dobre

etapa proposto.

O sistema de supervisión e adquisición de datos segundo unidades de traballo anteriores

supón un incremento no custo total dun 20%.

1.4.3.3 Comparativa de custos

Reordenando datos e facendo o suposto que durante os próximos 15 anos o prezo da

enerxía eléctrica mantivérase constante, obtéñense as seguintes cifras de custos:

Custos de montaxe instalación de R-507A = 16.710 €

Custos de montaxe instalación de R-134a= 20.301 €

Custos de montaxe supervisión instalación de R-134a= 4.979 €

Custos de funcionamento anuais instalación de R-507A= 2.510 €

Custos de funcionamento anuais instalación de R-134a= 1.257 €

Custos funcionamento 15 anos instalación R-507A= 37.650 €

Costos funcionamento 15 anos instalación R-134a= 18.855 €

O obtido até o de agora permite dicir que:

A montaxe da instalación de R-134a sobre a de R-507A representa un sobre custe de

3.591€ que, tendo en conta o aforro anual de custes de funcionamento entre os dous tipos de

instalacións é de 1.253€; amortizaríase en menos de 3 años; de xeito máis concreto en 2

años y 10 meses.

A incorporación do sistema de supervisión e adquisición de datos supón un medre nos

custos de instalación dun 20%; pero permitiría, ter controlada a eficiencia enerxética da

planta en todo intre e con históricos dos consumos o cal faría máis doadas as labores de

mantemento durante a vida útil da instalación. Non se debe tentar establecer tempos de

amortización desta parte xa que, sexa o tipo que sexa de instalación frigorífica, o sistema de

supervisión sempre é aconsellable na procura buscar, como principal obxectivo, a vixía de

que os custos de funcionamento estean controlados.

Páxina 13 de 21

1.4.4 Posta en marcha

As labores da posta en marcha serán as mesmas tal como están especificadas nas unida-

des de traballo deste mesmo proxecto, ca diferenza de que as probas de presións poderían

ser un 55% de menor valor para o R-134a fronte ao R-507A.

Cabe salientar o maior tamaño das tubaxes de aspiración na instalación de R-134a sobre

a instalación de R-507A como se aprecia na unidade de traballo adicada ás tubaxes neste

proxecto.

Un proceso fundamental na posta en marcha de instalacións frigoríficas é a toma de da-

tos de funcionamento ou folla de posta en marcha. Neste documento débense reflectir pre-

sións, temperaturas, consumos…. que se consideren datos clave ou fundamentais para a in-

terpretación do funcionamento da instalación ou para a detección futura de anomalías sobre

a mesma. Neste proxecto, ó contar cun sistema de adquisición de datos; os valores fican re-

flectidos nas bases de datos correspondentes e, neste caso adxuntos, ó proxecto.

1.4.5 Mantemento

Calquera instalación frigorífica precisa unhas labouras de mantemento con dous obxecti-

vos:

Manter a eficiencia de la planta en rangos aceptables.

Previr o deterioro dos seus compoñentes.

Para manter a eficiencia de la planta, o sistema de supervisión e adquisición de datos

permite un control a distancia, sen necesidade de desprazamento á instalación por parte de la

empresa encargada do mantemento, o cal permite, incluso, aforrar custes de non doada valo-

ración.

Nun mantemento deste tipo de instalacións, a base é ter uns datos fiables e en cantidade

suficiente da posta en marcha ao longo de anos sucesivos, para poder, nos seguintes anos de

funcionamento, dispor de información comparada que servan para detectar variacións debi-

das no funcionamento da instalación e, polo tanto, detectar avarías ou fallos que afectarían á

eficiencia, e incluso á parada da máquina.

O mantemento de calquera dos dous sistemas prantexados neste proxecto é o mesmo coa

diferenza de que no caso da instalación montada con R-134a as probabilidades de fugas di-

minúen ó traballar a un 50% menos de presión e o deterioro dos compresores é menor ao

traballar cunha relación de compresión menor que no caso da instalación de R-507A.

Asemade, as instalacións estiveron funcionando de xeito simultáneo en distintas condi-

cións; incluso forzando a situacións extremas no caso da dobre etapa de R-134a responden-

do de xeito eficaz ás expectativas.

Empresas e/ou entidades participantes. Plan de avaliación. Indicadores.

As empresas Covigan e Manfrilec doaron parte do material de segunda man que dispoñí-

an nas súas instalacións: compresores, condensadores, valvulería..... e estiveron en contacto

co centro a través do profesorado implicado no proxecto aportando suxestións e información

práctica.

Páxina 14 de 21

1.5 Conclusións. Valoración global do proxecto e previsións de futuro

De todo o proceso desenvolvido así como dos datos obtidos, pódense obter unha sucesión

de conclusións relevantes respecto a diferentes aspectos do traballo proposto:

Respecto ao contraste entre as dúas instalacións:

A eficiencia enerxética da máquina de compresión en dobre etapa de R-134a

móstrase sempre maior cá da máquina de R-507a tradicional de simple etapa. Con

sistema de desxeo por recuperación: TEORICAMENTE un 50% mellor, e co

mesmo sistema de desxeo un 37% mellor.

Valor TEWI de impacto medioambiental de muda climática é na instalación de

dobre etapa de R-134a do 42% do da instalación de R-507A tradicional de simple

etapa.

Custo anual de enerxía consumida pola máquina en dobre etapa de R-134a é

TEORICAMENTE o 50% do consumido pola máquina de R-507A tradicional de

simple etapa.

Custo da instalación en dobre etapa de R-134a é un 21% maior que na instalación

de R-507A tradicional de simple etapa.

Respecto a particularidades do proceso técnico desenvolvido:

As sondas de humidade dentro das cámaras non son fiables pola baixa temperatu-

ra do interior das mesmas.

Os valores de temperatura medidos á entrada e saída dos vaporizadores, arroxan

valores idénticos dentro da precisión dos sensores; debido ao limitado tamaño dos

recintos e as altas velocidades do aire no seu interior.

A enerxía consumida polos compresores da instalación en dobre etapa do R-134a

é máis elevado do previsto. Se conclúe que isto é debido a que estes compresores

posúen motores eléctricos sobredimensionados para a aplicación (orixinalmete

son compresores preparados para instalacións de R-22), contribuindo en exceso

as perdas enerxéticas eléctricas. Esta conclusión é obtida, analizando os datos ad-

xuntos de 23h de funcionamento, polo baixo valor do factor de potencia nesta ins-

talación (factor de potencia instalación R-134a=0,4 frente a factor de potencia

instalación de R-507A=0,7), polo que, con toda seguridade, as diferenzas de con-

sumo e de eficiencia que dan vantaxe competitiva da máquina de dobre etapa de

R-134a fronte a de R-507A tradicional de simple etapa, aínda deberían ser maio-

res cas obtidas se as potencias eléctricas dos motores estiveran correctamente

adaptadas. Os valores obtidos, analizando os datos adxuntos de 23h de funciona-

mento, son que a instalación de R-134a consumiu 37kWh fronte a instalación de

R-134a que consumiu 43kWh. Analizando os resultados vese que ao existir unha

parcialización de potencia do 50% na instalación de R-507A esto tamén contribu-

iu a menor consumo final por estar practicamente o 50% das 23h arrancada esa

cámara co 50% de potencia frigorífica; o que tamén contribuiu a unha maior ines-

tabilidade na temperatura interior na cámara de R-507A.

Páxina 15 de 21

Levando a gráficos os valores acadados de temperatura interior de cámara apre-

ciase unha maior estabilidade de temperatura ao usar o descarche por recupera-

ción de calor fronte o descarche por resistencias eléctricas na cámara de R-507A.

Liñas futuras de investigación

Pasan por dous camiños ben diferenciados:

a) Mellora da propia instalación incorporando unha parcialización na montaxe de

R-134a que lle permita mellorar o consumo non tendo simplemente funciona-

mento o 100% o cal provoca maior número de arrancadas-paradas co aumento

conseguinte de consumos. Hai posibilidade de obtención de moitas máis varia-

bles e de xeito máis fiable ( en moitos casos simplemento facendo un estudo de

reubicación de sondas), e sobre todo, máis versátil, é dicir, a mellora deste ban-

co experimental de xeito que medre a súa capacidade para analizar multiplici-

dade de situacións diferentes.

b) O segundo é proxectar diferentes camiños de experimentación. Dentro da mul-

tiplicidade de liñas de investigación que hai na tecnoloxía do frío e dadas as

particularidades e limitacións dun centro integrado de formación profesional,

que aínda tendo capacidade de investigación,está bastante alonxada das posibi-

lidades que poidan ter centros específicos desta actividade como poidan ser

universidades ou empresas con capacidade de investigación e fondos económi-

cos para protexer as innovacións, postúlanse dúas vías plausibles de traballo de

investigación e de innovación no eido do frío no noso contexto educativo, como

son:

I. Análise comparada de diferentes tipos de circuítos traballando co mes-

mo refrixerante, de xeito que, aínda resultando circuítos máis comple-

xos, poidan ofrecer vantaxes dende o punto de vista da mellora da efi-

ciencia enerxética e polo tanto da baixada dos consumos enerxéticos

para cumprir unha fin concreta.

II. Análise do comportamento de diferentes tipos de refrixerantes, novos

no mercado ou xa existentes, traballando no mesmo tipo de circuíto e

baixo as mesmas situacións climáticas, a fin de clasificar a súas per-

formances dependendo do contexto no que traballen.

1.6 Memoria de xustificación económica

Na seguinte ligazón “Xustificación económica” accedese ao documento no que se

xustifica os gastos xerais do proxecto; que resumidamente empregaronse en 3 liñas:

Adquisición de parte do material específico para as montaxes.

Material necesario para o sistema de adquisición de datos.

Instrumentación de medición específica.

Páxina 16 de 21

2. Resultados do proxecto

2.1 Planos

Mediante os seguintes enlaces podese acceder aos planos xerados para a montaxe das

instalacións relacionadas co proxecto:

Nº plano Nº de follas Denominación

1 1 Plano de situación e liñas frigoríficas

2 1 Esquema frigorífico cámara de R-134a

3 1 Situación de sondas esquema frigorífico cámara de R-134a

4 1 Esquema sinóptico cámara de R-134a

5 1/3 Esquema de control eléctrico cámara de R-134a

5 2/3 Esquema de control eléctrico cámara de R-134a

5 3/3 Esquema de control eléctrico cámara de R-134a

6 1 Detalles bornas caixas de derivación eléctricas cámara de R-134a

7 1 Esquema frigorífico evap-1 cámara de R-507A

8 1 Situación de sondas esquema frigorífico evap-1 cámara de R-507A

9 1 Esquema frigorífico evap-2 cámara de R-507A

10 1 Situación de sondas esquema frigorífico evap-2 cámara de R-507A

11 1 Esquema sinóptico cámara de R-507A

12 1/4 Esquema de control eléctrico cámara de R-507A

12 2/4 Esquema de control eléctrico cámara de R-507A

12 3/4 Esquema de control eléctrico cámara de R-507A

12 4/4 Esquema de control eléctrico cámara de R-507A

13 1 Detalles bornas caixas de derivación eléctricas cámara de R-507A

14 1 Sistema de control e supervisión das instalacións frigoríficas

15 1/2 Esquema cadros auxiliares de control e supervisión

15 2/2 Esquema cadros auxiliares de control e supervisión

Páxina 17 de 21

2.2 Unidades de traballo

Mediante os seguintes enlaces pódese acceder ás unidades de traballo xeradas por este

proxecto:

1.- Efectos medioambientais nas cámaras frigoríficas de conxelación.

2.- Análise de ciclos frigorificos para cámaras frigoríficas de conxelación.

3.- Cálculo de cargas térmicas nas cámaras frigoríficas de conxelación.

4.- Cálculo de elementos dos circuitos frigoríficos das cámaras frigoríficas de conxela-

ción.

5.- Cálculo das tubaxes para cámaras frigoríficas de conxelación.

6.- Cálculo das cargas de refrixerante nas cámaras frigoríficas de conxelación.

7.- Esquemas frigoríficos das cámaras frigoríficas de conxelación.

8.- Cálculo das seccións eléctricas das cámaras frigoríficas de conxelación.

9.- Esquemas eléctricos das cámaras frigoríficas de conxelación.

10.- Presuposto das cámaras frigoríficas de conxelación.

Páxina 18 de 21

2.3 Datos e gráficos

Mediante o sistema de adquisición de datos implementado tómanse datos durante un

período de 23h ininterrumpidamente do 3 de Febreiro ao 4 de Febreiro; os cales forman par-

te da documentación final deste proxecto mediante o seguinte enlace “datos proxecto”.

A continuación mostranse algúns gráficos de distintas variables da instalación durante

este período de funcionamento e sácanse conclusións deles:

Temperatura producto cámara de R-134a

Temperatura exterior

Páxina 19 de 21

Temperatura cámara de R-134a

Temperatura cámara de R-507A

Páxina 20 de 21

Enerxía activa cámara de R-507A

As conclusións sacadas da análise dos anteriores gráficos son:

1. No gráfico de temperatura de produto apreciase perfectamente a carga latente de

conxelación (período de temperatura a 0ºC) do producto que neste caso eran 25

kg de auga a enfriar dende temperatura ambiente.

2. Debido aos sistemas de control de condensación das instalación que se encontra-

ban en marcha durante o período de medicións; as variacións de temperatura ex-

terior non inflúe en variacións de temperatura nas cámaras.

3. Levando a gráficos os valores acadados de temperatura interior de cámaras apré-

ciase unha maior estabilidade de temperatura ao usar o descarche por recupera-

ción de calor na cámara de R-134a fronte ao descarche por resistencias eléctricas

na cámara de R-507A.

4. Analizando os resultados vese que o existir unha parcialización de potencia do

50% na instalación de R-507A provoca menos ciclos paro-arranque; esto contri-

buiu a un menor consumo final por estar practicamente o 50% das 23h arrancada

esa cámara co 50% de potencia frigorífica.

Páxina 21 de 21

2.4 Fotos

Mediante os seguintes enlaces accédese as fotos capturadas da instalación:

1-Vista xeral unidades

2-Vista xeral cadros 134a-507

3-Condensadores instalación

4-Condensadores instalación detalle tubaxes

5-Condensadores instalación detalle paso tubaxes

6-Unidades 507A vista xeral

8-Cadros de control 507 vista xeral

9- Cadros de control 507 porta cadro 1

10- Cadros de control 507 porta cadro 2

11- Cadros de control 507 detalle porta cadro 1

12-Cadros de control 507 interior cadro 1

13-Cadros de control 507 interior cadro 2

14- Unidade 507 vista lateral.

15- Unidade 134a vista frontal

16- Unidade 134a vista lateral

17- Unidade 134a cadro de control detalle porta

18- Unidade 134a cadro de control interior

19- Cadro de supervisión 507

20- Cadro de supervisión 507 vista 2

21- Cadro de supervisión 507 vista interior 1

22- Cadro de supervisión 507 vista interior 2

23- Cadro de supervisión 134

24- Cadro de supervisión 134 vista interior 1

25- Cadro de supervisión 134 vista interior 2

26- Interior cámara 134

27- Interior cámara 507

28- Unidade 134 fora de axuste

2.5 Videos multimedia

Mediante os seguintes enlaces accédese aos vídeos multimedia feitos sobre esta instala-

ción:

Vídeo da instalación.

Video presentación módulo de proxecto dos alumnos de ciclo superior.

Vídeo do sistema de adquisición.