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OBJETIVO: AUMENTO DE LA COMPETITIVIDAD
SERIE: BOMBAS DE CALOR
ANTECEDENTES
El volumen mínimo de agua que se debe prever a modo de depósito de inercia en una instalación
tiene la finalidad de absorber el excedente de energía que la planta de producción de frío introduce
en la instalación por su incapacidad de adaptarse a la demanda.
El volumen de inercia será tanto más grande cuanto:
a/ Peor sea la capacidad de modulación de la planta de frío
b/ Mayor sea la precisión requerida para el valor de
temperatura de impulsión. Menor Offset ( Banda/2)
c/ Menor sea el número de arranques horarios del compresor
permitidos (aumento de la esperanza de vida del
compresor).
Se plantea entonces la disyuntiva de complementar o no,
el volumen de agua de la instalación con un depósito de
acumulación extra que aumente el ratio “volumen/potencia
instalada”.
Esta decisión afectará al comportamiento de la instalación, como se puede observar en los gráficos
siguientes, pero también tiene su incidencia a nivel de inversión inicial y peso fundamentalmente.
Evolución temperaturas con razonable bajo contenido de agua
Evolución temperaturas con bajo contenido de agua
Dado que existen instalaciones que se plantean con una relación volumen / potencia muy reducida
es necesario desarrollar un sistema de regulación que permita a la planta enfriadora trabajar
correctamente. Esto es precisamente lo que hemos conseguido con el “Algoritmo de Bajo Contenido
de Agua”.
FICHA INNOVACIÓN
INNOVACIÓN: “ALGORITMO DE BAJO CONTENIDO DE AGUA”
MEDIDA ADOPTADA
Existe un tiempo mínimo de funcionamiento del compresor desde que éste se arranca para permitir
el retorno de aceite y su correcta lubricación. Este parámetro lo llamamos t min on
Debe así mismo impedirse que la temperatura de impulsión de agua baje por debajo de un umbral de
temperatura que llamamos Tª forced off pues de lo contrario la máquina pararía por seguridad (protección
anti hielo).
El excedente de energía entre la capacidad de la planta de frío y la demanda térmica se almacena en
el volumen de inercia de la instalación. Si éste es reducido, las temperaturas presentarán una bajada
brusca en poco tiempo, pudiendo darse la circunstancia de que la temperatura de impulsión alcance
el valor umbral, Tª
forced off
, incluso antes de que haya trascurrido el tiempo mínimo de funcionamiento
del compresor, t min on.
Si dejamos que el equipo siga funcionando hasta llegar al tiempo mínimo de funcionamiento, la
temperatura de impulsión bajará por debajo del valor mínimo, originando la parada por seguridad.
Si por el contrario se para la máquina para evitar esta respuesta, habremos parado el compresor sin
haber llegado al tiempo mínimo de funcionamiento que garantiza su durabilidad.
El sistema de regulación debe evitar que ninguno de los dos fenómenos ocurra para lo que monitorizará
la evolución de las temperaturas y actuará de forma dinámica sobre la banda proporcional para
garantizar que no se alcance la Tª forced off sin haber trascurrido el t min on.
El autómata calcula cuanto varía la temperatura de retorno de agua cada 10 segundos, es decir,
Velocidad de enfriamiento o pendiente de la curva Tª/Tiempo.
La previsible modificación de la temperatura de retorno que se dará en el siguiente periodo de tiempo
“t” será:
FICHA INNOVACIÓN
Básicamente lo que hará será lo siguiente:
En caso
al umbral
de paro
temperatura,es
es decir
decir se
unauna
Tªimpulsión
= Tª=forced
, trascurrido
un tie
En caso de
llegardealllegar
umbral
de paro
porpor
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Tªimpulsión
Tªoffforced
,
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En casotmin
deonllegar
al
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de
paro
por
temperatura,
es
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Tª
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tmin on, entonces
paralaeltemperatura
compresor pero
no lo vuelve
a arrancar
hasta que
la temperatura de retorno no alcance e
arrancar
hasta que
de retorno
no alcance
el siguiente
valor:
Temperatura
Designación DT instantáneo
(dTua >= dTia + 0.2 ˚C)
Designación DT real
(dTua < dTia + 0.2 ˚C)
Tiempo ON
Tiempo min. ON
Tiempo min. ON - Tiempo ON
De esa manera, cuando el compresor vuelva a arrancar de nuevo por demanda, se conseguirá que
funcione durante un tiempo suficiente, t>tmin on sin llegar al valor de paro por temperatura Tªi< Tªi forced off.
BENEFICIOS OBTENIDOS
✔ Permite el empleo de estos equipos de producción de frío en instalaciones con un reducido volumen
de agua, es decir con ratios l/ kW reducidos.
✔ Permite seleccionar equipos sin depósito de acumulación, módulos hidráulicos más sencillos y
económicos y con un peso instalado menor.
✔ Su capacidad de autogestión permite al autómata adaptarse a los volúmenes de inercia que
realmente tenga la instalación sin necesidad de ningún cálculo previo. Cuanto más volumen
haya menor será el incremento de la banda proporcional que plantee para permitir un correcto
funcionamiento y menor será el Offset. Es decir, cuando el volumen sea suficiente, trabajará como
si de una máquina normal se tratara. Cuando, por el contrario, el volumen sea insuficiente, su
lógica de control, permitirá el funcionamiento descrito y garantizará en consecuencia que el equipo
permanezca operativo.
✔ Respeta los tiempos mínimos de funcionamiento del compresor, prolonga la vida útil de los equipos
y limita las bajas temperaturas de impulsión, con lo que esto implica a nivel de eficiencia energética
Octubre 2008
y confort.
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