Danfoss Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO2 Application guide [es]
Manual de aplicaciones
Aplicaciones de refrigeración
industrial con amoníaco y CO
2
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Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
Prólogo Página
Prólogo ........................................................................................................... 3
1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2. Controles del compresor ........................................................................................6
2.1 Control de la capacidad del compresor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2 Control de la temperatura de descarga con inyección de líquido ...........................................10
2.3 Control de presión del cárter .............................................................................13
2.4 Control de la inversión del flujo...........................................................................14
2.5 Resumen ................................................................................................15
2.6 Documentos de referencia ...............................................................................16
3. Controles para condensadores..................................................................................17
3.1 Condensadores refrigerados por aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2 Condensadores evaporativos .............................................................................22
3.3 Condensadores refrigerados por agua..................................................................... 25
3.4 Resumen ................................................................................................27
3.5 Documentos de referencia ...............................................................................27
4. Control del nivel del líquido ....................................................................................28
4.1 Sistema de control del nivel de líquido de alta presión (LLRS HP)...........................................28
4.2 Sistema de control del nivel de líquido de baja presión (LLRS LP)...........................................32
4.3 Resumen ................................................................................................36
4.4 Documentos de referencia ...............................................................................36
5. Controles de evaporadores .....................................................................................37
5.1 Control de expansión directa .............................................................................37
5.2 Control de circulación de líquido por bomba..............................................................42
5.3 Desescarche por gas caliente para enfriadores de aire DX..................................................45
5.4 Desescarche por gas caliente para enfriadores de aire con circulación de líquido bombeado................51
5.5 Conversión de multitemperatura .........................................................................54
5.6 Control de la temperatura del medio......................................................................55
5.7 Resumen ................................................................................................57
5.8 Documentos de referencia ...............................................................................58
6. Sistemas de aceite..............................................................................................59
6.1 Refrigeración de aceite ...................................................................................59
6.2 Control de la presión diferencial de aceite.................................................................63
6.3 Sistema de recuperación de aceite........................................................................ 66
6.4 Resumen ................................................................................................68
6.5 Documentos de referencia ...............................................................................69
7. Sistemas de seguridad..........................................................................................70
7.1 Dispositivos de alivio de presión..........................................................................70
7.2 Dispositivos limitadores de presión y temperatura ........................................................74
7.3 Dispositivos de nivel de líquido...........................................................................75
7.4 Detectores de refrigerante................................................................................76
7.5 Resumen ................................................................................................78
7.6 Documentos de referencia ...............................................................................78
8. Controles de bombas de refrigerante ...........................................................................79
8.1 Protección de la bomba con control de presión diferencial ................................................79
8.2 Control de flujo con bypass de la bomba ..................................................................81
8.3 Control de presión de la bomba ..........................................................................82
8.4 Resumen ................................................................................................83
8.5 Documentos de referencia ...............................................................................83
9. Otras aplicaciones.............................................................................................. 84
9.1 Filtros secadores en sistemas fluorados ...................................................................84
9.2 Eliminación de agua en sistemas con amoníaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
9.3 Sistemas de purga de aire ................................................................................88
9.4 Sistema de recuperación de calor.........................................................................90
9.5 Documentos de referencia ...............................................................................92
10. Uso del CO2 en sistemas de refrigeración industrial.............................................................93
10.1 El CO2 como refrigerante.................................................................................94
10.2 El CO2 como refrigerante en sistemas industriales.........................................................95
10.3 Presión de diseño .......................................................................................97
10.4 Seguridad...............................................................................................99
10.5 Eficiencia...............................................................................................100
10.6 Aceite en los sistemas con CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
10.7
Comparación de los requisitos
10.8 Agua en sistemas con CO2 ..............................................................................104
10.9 Eliminación de agua ....................................................................................107
10.10 ¿Cómo se introduce el agua en un sistema de CO2? .....................................................111
10.11 Aspectos diversos que deben tenerse en cuenta en los sistemas de refrigeración con CO2 ...............112
11. CO2 bombeado en sistemas de refrigeración industrial ........................................................115
12. Métodos de control para sistemas con CO2....................................................................125
13. Diseño de una instalación subcrítica con CO2..................................................................126
13.1 Solución electrónica para el control del nivel de líquido..................................................126
13.2 Desescarche por gas caliente para enfriadores de aire con circulación de líquido bombeado..............127
13.2 Desescarche por gas caliente para enfriadores de aire con circulación de líquido bombeado..............128
14. Componentes Danfoss para CO2 subcrítico....................................................................129
15. Gama completa de productos de acero inoxidable ............................................................131
16. Apéndice ....................................................................................................133
16.1 Sistemas de refrigeración típicos ........................................................................133
17. Controles ON/OFF y modulante ..............................................................................138
17.1 Control ON/OFF ........................................................................................139
17.2 Control modulante .....................................................................................140
Lista alfabética de documentos de referencia.....................................................................146
de los componentes de los sistemas con CO2, amoníaco y R-134a...........102
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Prólogo
Este manual de aplicaciones está diseñado para
utilizarse a modo de documento de referencia.
La finalidad del presente manual es aportar
respuestas a las diversas preguntas referentes al
control de los sistemas de refrigeración industrial.
Al dar respuesta a estas preguntas se presentan
los principios de los diversos métodos de control,
seguidos de ejemplos de control que incluyen
productos de Danfoss Industrial Refrigeration.
Antes de elegir una determinada configuración,
deben analizarse los aspectos relativos a la
capacidad y las prestaciones y los parámetros
de funcionamiento de cada aplicación.
No se muestran todas las válvulas; asimismo, los
esquemas de las aplicaciones no deben utilizarse
con fines de construcción.
Para el diseño final de una instalación es
necesario usar otras herramientas, como los
catálogos y el software de cálculo del fabricante
(por ejemplo, el catálogo de Danfoss Industrial
Refrigeration y el software DIRcalc).
DIRcalc es el software de cálculo y selección
de válvulas de Danfoss Industrial Refrigeration.
DIRcalc puede obtenerse de forma completamente
gratuita.
Contacte con su distribuidor local de Danfoss.
No dude en ponerse en contacto con Danfoss si
tiene cualquier pregunta sobre los métodos de
control, aplicaciones y controles descritos en este
manual de aplicaciones.
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1. Introducción
Sistema de refrigeración con bomba de circulación
Compresor
Separador
de aceite
Enfriador
de aceite
Evaporador
Condensador
Recipiente
Separador de
líquido
Válvula de
expansión 1
Bomba de
refrigerante
Danfoss
Tapp_0015_02
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
Mezcla de líquido/vapor de refrigerante
Control del compresor
À
¿Por qué?
– Primario: para controlar la presión de
aspiración.
– Secundario: funcionamiento seguro del
compresor (arranque/parada, etc.).
¿Cómo?
– Control de la capacidad del compresor de
acuerdo con la carga de refrigeración por
medio de un bypass de gas caliente desde el
lado HP de vuelta al lado LP, un control por
etapas del compresor de tipo ON/OFF o el
control de la velocidad de giro del compresor.
– Instalación de una válvula de retención en la
línea de descarga con la finalidad de impedir
la inversión del flujo de refrigerante hacia el
compresor.
– Mantenimiento de las presiones y temperaturas
en la entrada y salida del compresor dentro del
rango de funcionamiento.
Vapor de refrigerante, LP
Refrigerante líquido, LP
Aceite
Control del aceite
Á
¿Por qué?
– Para mantener la temperatura y la presión del
aceite en unos valores óptimos con el fin de
garantizar el funcionamiento fiable del compresor.
¿Cómo?
– Presión: mantenimiento y control del
diferencial de presión a través del compresor
para la circulación de aceite y mantenimiento
de la presión en el cárter (solo para compresores
de pistón).
– Temperatura: bypass de parte del aceite con
respecto al enfriador de aceite; control del flujo
de aire o agua de enfriamiento hacia el enfriador
de aceite.
– Nivel: retorno del aceite en los sistemas con
amoníaco y los sistemas fluorados de baja
temperatura.
4 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
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1. Introducción
(continuación)
Control del condensador
Â
¿Por qué?
– Para mantener la presión de condensación por
encima del valor mínimo aceptable, con el fin
de garantizar un flujo adecuado a través de los
dispositivos de expansión.
– Para asegurar la correcta distribución del
refrigerante en el sistema.
¿Cómo?
– Funcionamiento de tipo ON/OFF o control
de la velocidad de los ventiladores del
condensador, control del flujo de agua de
refrigeración o inundación completa de los
condensadores con refrigerante líquido.
Control del nivel de líquido
Ã
¿Por qué?
– Para conseguir un flujo correcto de refrigerante
líquido desde el lado de alta presión hacia el lado
de baja presión, de acuerdo con la demanda real.
– Para garantizar un funcionamiento seguro y
fiable de los dispositivos de expansión.
¿Cómo?
– Control del grado de apertura del dispositivo
de expansión de acuerdo con el cambio del
nivel de líquido.
Control de la bomba de refrigerante
Ä
¿Por qué?
– Para mantener en funcionamiento la bomba
sin problemas, con un flujo a través de ella que
esté dentro del rango de funcionamiento
admisible.
–
Para mantener una presión diferencial constante
a través de la bomba en algunos sistemas.
Control del sistema de evaporación
Å
¿Por qué?
– Primario: para mantener una temperatura
constante del medio.
– Secundario: para optimizar el funcionamiento
de los evaporadores.
– En sistemas de expansión directa: para garantizar
que el refrigerante líquido de los evaporadores
no entre en la línea de aspiración del compresor.
¿Cómo?
– Cambio del caudal de refrigerante que entra en
los evaporadores en función de la demanda.
– Desescarche de los evaporadores.
Sistemas de seguridad
Æ
¿Por qué?
– Para evitar una presión excesiva en los
recipientes.
– Para proteger el compresor de daños
producidos por golpes de ariete, sobrecargas,
escasez de aceite, altas temperaturas, etc.
– Para proteger la bomba contra daños
producidos por cavitación.
¿Cómo?
– Instalación de una válvula de seguridad en los
recipientes y en otros lugares necesarios.
– Desconexión del compresor y la bomba, si la
presión de entrada/salida o el diferencial está
fuera del rango admisible.
– Desconexión del sistema o de parte de este si
el nivel en el separador de líquido o el recipiente
supera el valor admisible.
¿Cómo?
– Diseño de un circuito de bypass, de forma que
el flujo pueda mantenerse por encima del valor
mínimo admisible.
– Desconexión de la bomba si no puede alcanzarse
el valor de presión diferencial necesario.
– Instalación de una válvula de regulación de
presión.
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2. Controles del
compresor
2.1
Control de la capacidad del
compresor
El compresor es el “corazón” del sistema de
refrigeración. Tiene dos funciones básicas:
1. Mantener la presión en el evaporador, de
modo que el refrigerante líquido pueda
evaporarse a la temperatura requerida.
2. Comprimir el refrigerante para poder
condensarlo a una temperatura normal.
Por lo tanto, la función básica del control del
compresor es ajustar la capacidad de este a la
demanda real del sistema de refrigeración, de
forma que pueda mantenerse la temperatura
de evaporación requerida. Si la capacidad del
En los sistemas de refrigeración, el compresor
normalmente se selecciona de forma que pueda
satisfacer la carga de enfriamiento más alta
posible. Sin embargo, la carga de enfriamiento
durante el funcionamiento normal es generalmente
más baja que la carga de diseño. Esto significa
que siempre debe controlarse la capacidad del
compresor, de manera que coincida con la carga
térmica real. Existen varias maneras comunes de
controlar la capacidad del compresor:
1. Control por etapas.
Esto conlleva la descarga de los cilindros de un
compresor de varios cilindros, la apertura y el
cierre de las conexiones de aspiración de un
compresor de tornillo o el arranque o la parada
de algunos compresores en un sistema de varios
compresores. Este sistema es simple y cómodo.
Además, la eficiencia disminuye muy poco en
condiciones de carga parcial. Es especialmente
recomendable para sistemas con varios
compresores alternativos de varios cilindros.
2. Control mediante válvula corrediza.
El dispositivo más usado para controlar la capacidad
de un compresor de tornillo es la válvula corrediza.
La válvula corrediza accionada por aceite permite
separar parte del gas de aspiración para evitar su
compresión. Esta válvula permite una modulación
uniforme y continua de la capacidad desde el 100
hasta el 10 %, aunque la eficiencia disminuye en
condiciones de carga parcial.
compresor es mayor que la demanda, la presión
y la temperatura de evaporación serán más bajas
que las requeridas y viceversa.
Además, no debe permitirse que el compresor
trabaje fuera del rango admisible de temperatura
y presión, con el fin de optimizar sus condiciones
de funcionamiento.
3. Control de velocidad variable.
El control de velocidad variable es una solución
eficiente que puede aplicarse a todo tipo de
compresores. Puede utilizarse un motor eléctrico
de dos velocidades o un convertidor de frecuencia
para variar la velocidad del compresor. El motor
eléctrico de dos velocidades controla la capacidad
del compresor, funcionando a alta velocidad
cuando la carga térmica es alta (por ejemplo, en
un período de enfriamiento) y a baja velocidad
cuando la carga térmica es baja (por ejemplo,
durante un período de almacenamiento). El
convertidor de frecuencia puede variar la
velocidad de giro continuamente para satisfacer
la demanda real. El convertidor de frecuencia
observa límites de velocidad máxima y mínima,
control de presión y temperatura y protección
del motor del compresor, además de límites de
corriente y par. Los convertidores de frecuencia
aseguran una corriente de arranque baja.
4. Bypass de gas caliente.
Esta solución se aplica a compresores con
capacidades fijas y es más típica en la refrigeración
comercial. Para controlar la capacidad de
refrigeración, parte del flujo de gas caliente de
la línea de descarga se deriva hacia el circuito de
baja presión. Esto ayuda a reducir la capacidad de
refrigeración de dos maneras: disminuyendo el
suministro de refrigerante líquido y liberando
una cierta cantidad de calor en el circuito de
baja presión.
6 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
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REF
Ca
Ejemplo de aplicación 2.1.1:
Control por etapas de la
capacidad del compresor
2
Vapor de refrigerante, HP
Vapor de refrigerante, LP
Aceite
Controlador de etapas
À
Transmisor de presión
Á
Desde el
separador
de líquido/
evaporador
Compresor de pistón
La solución de control por etapas de la capacidad
del compresor puede conseguirse usando un
controlador de etapas EKC 331 À. El EKC 331 es
un controlador de cuatro etapas con hasta cuatro
relés de salida. Controla la carga/descarga de los
compresores/pistones o el motor eléctrico del
compresor en función de la señal de presión de
aspiración del transmisor de presión AKS 33 Á o
AKS 32R. El EKC 331, basado en un control de zona
neutra, puede controlar un sistema con hasta cuatro
etapas de compresores de iguales características
o, alternativamente, dos compresores de capacidad
controlada (cada uno con su válvula de descarga).
La versión EKC 331T puede aceptar la señal de
un sensor de temperatura PT 1000, que puede
resultar necesario para sistemas secundarios.
Control de zona neutra
La zona neutra se fija alrededor del valor de
referencia, de tal forma que en ella no se produce
carga/descarga.
Al
condensador
Separador de
aceite
Fuera de la zona neutra (en las áreas sombreadas
“zona +” y “zona -”), se producirá carga/descarga
cuando la presión medida se desvíe fuera de los
ajustes de dicha zona.
Si el control se produce fuera del área sombreada
(“zona ++” y “zona --”), los cambios de la capacidad
de conexión ocurrirán de forma más rápida que
en el área sombreada.
Para obtener más información, consulte el
manual del controlador EKC 331(T) de Danfoss.
p.
Zona
Zona
Zona
Zona
Datos técnicos
Refrigerantes Todos los refrigerantes, incluido el R-717 Todos los refrigerantes, incluido el R-717
Rango de funcionamiento [bar] De -1 a 34 De -1 a 34
Presión de trabajo máx., PB [bar] 55 (según el rango de funcionamiento) 60 (según el rango de funcionamiento)
Rango de temp. de funcionamiento [°C] De -40 a 85
Rango de temp. compensada [°C] LP: de -30 a +40/HP: de 0 a +80
Señal de salida nominal De 4 a 20 mA Del 10 al 90 % del suministro de tensión
Refrigerantes Todos los refrigerantes, incluido el R-717 Todos los refrigerantes, incluido el R-717
Rango de funcionamiento [bar] De 0 a 60 (según el rango) De -1 a 39 (según el rango)
Presión de trabajo máx., PB [bar] 100 (según el rango de funcionamiento) 60 (según el rango de funcionamiento)
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
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Rango de temp. de funcionamiento [°C] De -40 a 80 De -40 a 85
Rango de temp. compensada [°C] LP: de -30 a +40/HP: de 0 a +80 LP: de -30 a +40/HP: de 0 a +80
Señal de salida nominal De 4 a 20 mA De 1 a 5 V o de 0 a 10 V
Transmisor de presión AKS 33 Transmisor de presión AKS 32R
Transmisor de presión AKS 3000 Transmisor de presión AKS 32
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Tapp_0017
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Ejemplo de aplicación 2.1.2:
Control de capacidad del
compresor mediante bypass
de gas caliente
Compresor
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
Vapor de refrigerante, LP
Refrigerante líquido, LP
Aceite
Válvula de cierre
À
Regulador de capacidad
Á
Válvula de cierre
Â
Evaporador
2
Al
Separador
de aceite
Desde el recipiente
condensador
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
El bypass de gas caliente puede utilizarse para
controlar la capacidad de refrigeración de
compresores con capacidades fijas. La válvula
servoaccionada pilotada ICS Á con una válvula
piloto CVC se usa para controlar el flujo del
bypass de gas caliente en función de la presión
en la línea de aspiración. La válvula piloto CVC,
Válvula servoaccionada pilotada ICS
Material Cuerpo: acero para bajas temperaturas
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes, incluidos el R-717 y el R-744
Rango de temp. del medio [°C] De -60 a +120
Presión de trabajo máx. [bar] 52
DN [mm] De 20 a 150
Válvula piloto CVC, LP
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes
Rango de temp. del medio [°C] De -50 a 120
Presión de trabajo máx. [bar] Lado de alta presión: 28
Lado de baja presión: 17
Rango de presión [bar] De -0,45 a 7
Valor Kv [m3/h] 0,2
Válvula piloto CVC (XP)
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes
Rango de temp. del medio [°C] De -50 a 120
Presión de trabajo máx. [bar] Lado de alta presión: 52
Lado de baja presión: 28
Rango de presión [bar] De 4 a 28
Valor Kv [m3/h] 0,2
controlada por la presión de salida, abre la válvula
ICS e incrementa el flujo de gas caliente cuando
la presión de aspiración es inferior al valor de
ajuste seleccionado. De esta manera, la presión
de aspiración antes del compresor se mantiene
constante y la capacidad de refrigeración satisface
las necesidades reales de carga de enfriamiento.
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Ejemplo de aplicación 2.1.3:
Control de velocidad variable
de la capacidad del compresor
Danfoss
Tapp_0139
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Desde el
separador
de líquido/
evaporador
Vapor de refrigerante, HP
Vapor de refrigerante, LP
2
Al separador de aceite
Convertidor de frecuencia
À
Controlador
Á
Transductor de presión
Â
Desde el
separador
de líquido/
evaporador
Controlador
PLC/OEM
Desde el
separador
de líquido/
evaporador
El control mediante convertidor de frecuencia
ofrece las siguientes ventajas:
Ahorro energético
Mejor control y calidad del producto
Reducción del nivel de ruido
Vida útil más larga
Instalación sencilla
Sistema de control completo y fácil de utilizar
Al separador de aceite
Al separador de aceite
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
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Potencia nominal [kW] De 1,1 a 45 kW De 1,1 a 250 kW Hasta 1.200 kW
Tensión 200-240 V 380-480 V 200-690 V
Convertidor de frecuencia AKD 102
Convertidor de frecuencia
VLT FC 102/FC 302
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Danfoss
Ta
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2.2
Control de la temperatura de
descarga con inyección de
líquido
Ejemplo de aplicación 2.2.1:
Inyección de líquido con válvula
termostática de inyección
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
Vapor de refrigerante, LP
Refrigerante líquido, LP
Aceite
Los fabricantes de compresores generalmente
recomiendan limitar la temperatura de descarga
por debajo de un cierto valor, para evitar el
recalentamiento de las válvulas, prolongar su
vida útil y prevenir la falta de aceite a altas
temperaturas.
En el diagrama log p-h se puede observar que la
temperatura de descarga puede ser alta si:
El compresor funciona con un diferencial de
presión alto.
El compresor recibe vapor de aspiración
sumamente recalentado.
El compresor funciona con un control de
capacidad mediante bypass de gas caliente.
Desde el
separador
de líquido/
evaporador
Existen varias maneras de reducir la temperatura
de descarga. Una forma es instalar cabezales
refrigerados por agua en los compresores
alternativos; otro método es la inyección de
líquido, mediante la cual el refrigerante líquido
de la salida del condensador o el recipiente se
inyecta en la línea de aspiración, el enfriador
intermedio o la conexión lateral del compresor
de tornillo.
Compresor
Al separador
de aceite
Válvula de cierre
À
Á Válvula solenoide
 Válvula termostática de
inyección
à Válvula de cierre
Ä Termostato
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
Inyección de
aceite
pp_0018
Cuando la temperatura de descarga supere el
valor ajustado para el termostato RT 107 Ä, este
energizará la válvula solenoide EVRA Á, que
iniciará la inyección de líquido en la conexión
lateral del compresor de tornillo.
Termostato RT
Refrigerantes R-717 y refrigerantes fluorados
Protección IP 66/54
Temp. máx. del bulbo [°C] De 65 a 300
Temp. ambiente [°C] De -50 a 70
Rango de regulación [°C] De -60 a 150
Diferencial, Δt [°C] De 1,0 a 25,0
Válvula termostática de inyección TEAT
Refrigerantes R-717 y refrigerantes fluorados
Rango de regulación [°C] Temp. máx. del bulbo: 150 °C
Banda P: 20 °C
Presión de trabajo máx. [bar] 20
Capacidad nominal* [kW] De 3,3 a 274
* Condiciones: Te = +5 °C, ∆p = 8 bar y ∆T
sub
= 4 °C.
Desde el
recipiente
La válvula termostática de inyección TEAT Â
controla el flujo de líquido inyectado en función
de la temperatura de descarga, lo que evita una
elevación aún mayor de esta.
10 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
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Danfoss
Ta
10-2012
Ejemplo de aplicación 2.2.2:
Inyección de líquido con válvula
motorizada
Desde el
separador
de líquido/
evaporador
Compresor
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
Vapor de refrigerante, LP
Refrigerante líquido, LP
Aceite
2
Al separador
de aceite
Válvula de cierre
À
Á Válvula solenoide
 Válvula motorizada
à Válvula de cierre
Ä Controlador
Å Sensor de temperatura
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
Inyección de
aceite
pp_0019
La válvula motorizada ICM Â permite conseguir
una solución electrónica de control de la inyección
de líquido. Un sensor de temperatura AKS 21 PT
1000 Å registrará la temperatura de descarga y
EKC 361 Ä. El EKC 361 controla el actuador ICAD
que ajusta el grado de apertura de la válvula
motorizada ICM para limitar y mantener la
temperatura de descarga requerida.
transmitirá la señal al controlador de temperatura
Válvula ICM de expansión
Material Cuerpo: acero para bajas temperaturas
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes, incluidos el R-717 y el R-744
Rango de temp. del medio [°C] De -60 a 120
Presión de trabajo máx. [bar] 52 bar
DN [mm] De 20 a 80
Capacidad nominal* [kW] De 72 a 22.700
* Condiciones: Te = -10 °C, ∆p = 8,0 bar y ∆T
Actuador ICAD
Rango de temp. del medio [°C] De -30 a 50 (ambiente)
Señal de entrada de control 0/4-10 mA o 0/2-10 V
Tiempo de apertura-cierre a
velocidad máxima
De 3 a 45 segundos, en función del tamaño de la válvula
sub
= 4 K.
Desde el
recipiente
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 11
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
Danfoss
Tapp_0020
10-2012
2
Ejemplo de aplicación 2.2.3:
Solución compacta de inyección
de líquido con válvula ICF
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
Vapor de refrigerante, LP
Refrigerante líquido, LP
Aceite
Estación de válvulas con:
À
M
Válvula de cierre
Filtro
Válvula solenoide
Dispositivo de apertura
manual
Válvula motorizada
Válvula de cierre
Á Controlador
 Sensor de temperatura
Desde el
separador
de líquido/
evaporador
Inyección de
aceite
Danfoss pone a su disposición una solución de
control ICF À muy compacta para la inyección de
líquido. Se pueden montar hasta seis módulos
diferentes en la misma carcasa. Esta solución
funciona de la misma forma que el ejemplo 2.2.2
y es muy compacta y fácil de instalar.
Compresor
Al separador
de aceite
Desde el
recipiente
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
Solución de control ICF
Material Cuerpo: acero para bajas temperaturas
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes, incluidos el R-717 y el R-744
Rango de temp. del medio [°C] De -60 a 120
Presión de trabajo máx. [bar] 52 bar
DN [mm] De 20 a 40
12 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
Danfoss
Ta
10-2012
2
2.3
Control de presión del cárter
Ejemplo de aplicación 2.3.1:
Control de presión del cárter con
válvulas ICS y CVC
Vapor de refrigerante, HP
Vapor de refrigerante, LP
Aceite
Durante el arranque o después del desescarche
debe controlarse la presión de aspiración; de lo
contrario, podría elevarse demasiado y
sobrecargar el motor del compresor.
El motor eléctrico del compresor podría resultar
dañado debido a esta sobrecarga.
Existen dos formas de superar este problema:
1. Arrancar el compresor en condiciones de
carga parcial. Los métodos de control de
capacidad pueden usarse para arrancar el
compresor en condiciones de carga parcial;
Desde el
evaporador
por ejemplo, mediante la descarga parcial de
los pistones en los compresores alternativos
de varios pistones, la realización de un bypass
de parte del gas de aspiración en los compresores
de tornillo con válvulas corredizas, etc.
2. Controlar la presión del cárter para los
compresores alternativos. La instalación de
una válvula de regulación controlada por la
presión de salida en la línea de aspiración, que
no se abra hasta que la presión en la línea de
aspiración sea inferior al valor ajustado,
permite mantener la presión de aspiración
por debajo de un determinado nivel.
Compresor
Al condensador
Separador
de aceite
Regulador de presión
À
en el cárter
Á Válvula de cierre
Datos técnicos
pp_0021
La válvula servoaccionada pilotada ICS À,
combinada con la válvula piloto CVC controlada
por la presión de salida, puede instalarse en
la línea de aspiración para controlar la presión
en el cárter durante el arranque, después del
desescarche o en otros casos en los que la
presión de aspiración pueda elevarse en exceso.
Válvula servoaccionada pilotada ICS
Material Cuerpo: acero para bajas temperaturas
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes, incluidos el R-717 y el R-744
Rango de temp. del medio [°C] De -60 a +120
Presión de trabajo máx. [bar] 52
DN [mm] De 20 a 150
Capacidad* [kW] De 11 a 2.440
* Condiciones: Te = -10 °C, Tl = 30 °C, ∆p = 0,2 bar y ∆T
Válvula piloto CVC, LP
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes
Rango de temp. del medio [°C] De -50 a 120
Presión de trabajo máx. [bar] Lado de alta presión: 28
Lado de baja presión: 17
Rango de presión [bar] De -0,45 a 7
Valor Kv [m3/h] 0,2
sub
= 8 K.
La válvula ICS no se abrirá hasta que la presión
de aspiración aguas abajo sea inferior al valor
ajustado para la válvula piloto CVC. De esta
manera, el vapor a alta presión de la línea de
aspiración se podrá liberar gradualmente en
el cárter, lo que asegurará una capacidad que
pueda gestionar el compresor.
Válvula piloto CVC (XP)
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes
Rango de temp. del medio [°C] De -50 a 120
Presión de trabajo máx. [bar] Lado de alta presión: 52
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 13
Rango de presión [bar] 4-28
Valor Kv [m3/h] 0,2
Lado de baja presión: 28
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
2.4
Control de la inversión del
flujo
Ejemplo de aplicación 2.4.1:
Control de la inversión del flujo
Vapor de refrigerante, HP
Vapor de refrigerante, LP
Aceite
Válvula de cierre y
À
retención
La inversión del flujo y la condensación de
refrigerante desde el condensador hacia el
separador de aceite y el compresor deben
evitarse en todo momento. En los compresores
de pistón, la inversión del flujo puede dar
lugar al fenómeno del golpe de ariete. En los
compresores de tornillo, la inversión del flujo
Desde el
evaporador
Danfoss
Tapp_0023_02
10-2012
puede provocar la inversión del sentido de giro y
dañar los cojinetes de los compresores. Además,
debe evitarse la entrada de refrigerante en el
separador de aceite y en el compresor en estado
de reposo. Para evitar la inversión del flujo, es
necesario instalar una válvula de retención en la
salida del separador de aceite.
Compresor
Al condensador
Separador de
aceite
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
La válvula de cierre y retención SCA À puede
actuar como una válvula de retención cuando
el sistema está en funcionamiento y servir
también como válvula de cierre para desconectar
la línea de descarga para realizar operaciones de
mantenimiento. Esta válvula de cierre y retención
combinada es fácil de instalar y
resistencia al flujo baja en comparación
presenta una
con la
instalación de una válvula de cierre normal
y una válvula de retención.
2. Deben considerarse las condiciones de trabajo
tanto con carga parcial como nominal. La
velocidad en condiciones nominales debería
estar cerca del valor recomendado, mientras
que la velocidad en condiciones de carga
parcial debería ser mayor que la velocidad
mínima recomendada.
Para obtener más información sobre la selección
de válvulas, consulte el catálogo del producto
correspondiente.
Al seleccionar una válvula de cierre y retención,
deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:
1. La válvula debe seleccionarse de acuerdo con
la capacidad y no con el tamaño de la tubería.
Válvula de retención y cierre manual SCA
Material Carcasa: acero especial resistente al frío, homologado para aplicaciones a baja temperatura
Eje: acero inoxidable pulido
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes no inflamables, incluido el R-717
Rango de temp. del medio [°C] De -60 a 150
Presión diferencial de apertura
[bar]
Presión de trabajo máx. [bar] 52
DN [mm] De 15 a 125
0,04 (muelle de 0,3 bar disponible como repuesto)
14 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
2.5
Resumen
Solución Aplicación Ventajas Limitaciones
Control de la capacidad del compresor
Control por etapas de la
capacidad del compresor
con controladores EKC 331
y transmisores AKS 32/33
Control de capacidad del
compresor con bypass de
gas caliente usando válvulas
ICS y CVC
Control de velocidad
variable de la capacidad del
compresor
Aplicable a compresores de
varios cilindros, compresores
de tornillo con varias
conexiones de aspiración
y sistemas con varios
compresores funcionando
en paralelo.
Aplicable a compresores con
capacidades fijas.
Aplicable a todos los
compresores que pueden
trabajar a velocidades
reducidas.
Sencillez.
Casi tan eficiente en
condiciones de carga parcial
como de carga completa.
Eficacia a la hora de
controlar de forma continua
la capacidad en función de
la carga térmica real. El gas
caliente puede ayudar al
retorno del aceite desde el
evaporador.
Corriente de arranque baja.
Ahorro energético.
Menor nivel de ruido.
Vida útil más larga.
Instalación más sencilla.
El control no es continuo,
especialmente cuando solo
existen unas pocas etapas.
Fluctuaciones de la presión
de aspiración.
No es eficiente en
condiciones de carga parcial.
Consumo energético elevado.
El compresor debe poder
trabajar a velocidades
reducidas.
Control de la temperatura de descarga con inyección de líquido
Solución mecánica para la
inyección de líquido con
productos TEAT, EVRA (T)
y RT
Solución electrónica para el
control de la inyección de
líquido con productos EKC
361 e ICM
Solución electrónica para el
control de la inyección de
líquido con productos EKC
361 e ICF
Aplicable en sistemas en los
que las temperaturas de
descarga puedan alcanzar
valores demasiado elevados.
Aplicable en sistemas en los
que las temperaturas de
descarga puedan alcanzar
valores demasiado elevados.
Control de presión del cárter
Control de presión del cárter
con válvulas ICS y CVC
Control de presión del cárter
con válvulas ICS y CVP
Aplicable a compresores
alternativos; normalmente
se utiliza en sistemas
pequeños y medianos.
Control de la inversión del flujo
Control de la inversión del
flujo con válvulas SCA
Aplicable a todas las plantas
de refrigeración.
Sencillez y efectividad. La inyección de refrigerante
líquido podría dañar el
compresor. No es tan
eficiente como un enfriador
intermedio.
Flexibilidad y compacidad.
Permite una monitorización
y un control remotos.
Sencillez y seguridad.
Protección eficaz de
compresores alternativos
durante el arranque o
después del desescarche
por gas caliente.
Sencillez.
Fácil instalación.
Resistencia al flujo baja.
No puede utilizarse con
refrigerantes inflamables.
La inyección de refrigerante
líquido podría dañar el
compresor. No es tan
eficiente como un enfriador
intermedio.
Consigue una caída de
presión constante en la
línea de aspiración.
Consigue una caída de
presión constante en la línea
de descarga.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 15
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
2.6
Documentos de referencia
Puede encontrar una descripción
por orden alfabético de todos
los documentos de referencia
en la página 146.
Folleto técnico/manual
Tipo Código del
AKD 102 PD.R1.B
AKS 21 RK0YG
AKS 33 RD5GH
CVC PD.HN0.A
CVP PD.HN0.A
EKC 331 RS8AG
EKC 361 RS8AE
EVRA(T ) PD.BM0.B
Para descargar la versión más reciente de los documentos, visite el sitio web de Danfoss.
documento
Tipo Código del
documento
ICF PD.FT1.A
ICM PD.HT0.B
ICS PD.HS2.A
REG PD.KM1.A
SCA PD.FL1.A
SVA PD.KD1.A
TEAT PD.AU0.A
Instrucciones del producto
Tipo Código del
AKD 102 MG11L
AKS 21 RI14D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
CVC-XP PI.HN0.A
CVC-LP PI.HN0.M
CVP PI.HN0.C
EKC 331 RI8BE
EKC 361 RI8BF
EVRA(T ) PI.BN0.L
documento
Tipo Código del
documento
ICF PI.FT0.C
ICM 20-65 PI.HT0.A
ICM 100-150 PI.HT0.B
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
REG PI.KM1.A
SCA PI.FL1.A
SVA PI.KD1.A
TEAT PI.AU0.A
16 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
3. Controles para
condensadores
3.1
Condensadores refrigerados
por aire
En lugares donde existen grandes variaciones de
la temperatura ambiente y/o las condiciones de
carga, es necesario controlar la presión de
condensación para evitar su excesiva disminución.
Una presión de condensación demasiado baja
genera un diferencial de presión insuficiente a
través del dispositivo de expansión y un suministro
de refrigerante insuficiente para el evaporador.
Esto significa que el control de capacidad del
condensador se utiliza principalmente en regiones
de clima templado y, en menor medida, en zonas
tropicales y subtropicales.
La idea básica es controlar la capacidad del
condensador cuando la temperatura ambiente sea
baja, de modo que la presión de condensación se
mantenga por encima del nivel mínimo aceptable.
Un condensador refrigerado por aire consta de
tubos montados dentro de un bloque de aletas.
El condensador puede ser vertical, horizontal o en
forma de “V”. El aire ambiente se hace pasar a través
de la superficie de intercambio de calor mediante
ventiladores axiales o centrífugos.
3.1.1 - Control por etapas de los condensadores
refrigerados por aire
El primer método consistió en usar el número
requerido de controles de presión RT-5 de
Danfoss y ajustarlos a diferentes presiones de
conexión y desconexión.
El segundo método para controlar los
ventiladores fue usar un controlador de presión
de zona neutra RT-L de Danfoss. Inicialmente se
utilizó junto con un controlador de etapas con el
número requerido de contactos en función del
número de ventiladores.
Este control de la capacidad de condensación
se consigue regulando el flujo de aire o agua
circulante a través del condensador o reduciendo
la superficie efectiva de intercambio de calor.
Pueden diseñarse distintas soluciones para
diferentes tipos de condensadores:
3.1 Condensadores refrigerados por aire
3.2 Condensadores evaporativos
3.3 Condensadores refrigerados por agua
Los condensadores refrigerados por aire se utilizan
en sistemas de refrigeración industrial en los que
la humedad relativa del aire es alta. El control de
la presión de condensación de los condensadores
refrigerados por aire se puede conseguir de las
siguientes maneras:
Sin embargo, este sistema reaccionaba con
demasiada rapidez, por lo que se usaron
temporizadores para retardar la conexión y
desconexión de los ventiladores.
El tercer método es emplear el controlador de
etapas actual de Danfoss: el EKC-331.
3.1.2 - Control de la velocidad de los ventiladores de
los condensadores refrigerados por aire
Este método de control de los ventiladores de los
condensadores se usa principalmente cuando
se desea reducir el nivel de ruido debido a
exigencias ambientales.
Para este tipo de instalaciones puede utilizarse el
convertidor de frecuencia AKD de Danfoss.
3.1.3 - Control de la superficie de los condensadores
refrigerados por aire
Para el control del área o la capacidad de los
condensadores refrigerados por aire se requiere
un recipiente. Este recipiente debe tener el
volumen suficiente para poder gestionar las
variaciones de la cantidad de refrigerante del
condensador.
El control del área del condensador puede
efectuarse de dos maneras:
1. Combinando una válvula principal ICS o PM
con una válvula piloto de presión constante
CVP (HP) montada en la línea de gas caliente
en el lado de entrada del condensador y una
válvula ICV con una válvula piloto de presión
diferencial CVPP (HP) montada en la tubería
entre la línea de gas caliente y el recipiente. En
la tubería entre el condensador y el recipiente
debe montarse una válvula de retención NRVA
para evitar la migración de líquido desde el
recipiente al condensador.
2. Combinando una válvula principal ICS con una
válvula piloto de presión constante CVP (HP)
montada en la tubería entre el condensador y
el recipiente y una válvula ICS con una válvula
piloto de presión diferencial CVPP (HP) montada
en la tubería entre la línea de gas caliente y el
recipiente. Este método se emplea principalmente
en aplicaciones de refrigeración comercial.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 17
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
Ejemplo de aplicación 3.1.1:
Control por etapas de ventiladores
con un controlador de etapas
EKC 331
Desde la línea
de descarga
Condensador
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
À Controlador de etapas
Á Transmisor de presión
 Válvula de cierre
à Válvula de cierre
Danfoss
Tapp_0031_02
10-2012
Ä Válvula de cierre
En algunas instalaciones se utiliza un controlador
EKC 331T. En ese caso, la señal de entrada podría
proceder de un sensor de temperatura PT 1000
(por ejemplo, un sensor AKS 21). El sensor de
temperatura generalmente se instala en la salida
del condensador.
Nota: La solución EKC 331T + sensor de temperatura
PT 1000 no es tan precisa como la solución EKC
331 + transmisor de presión, ya que la temperatura
a la salida del condensador puede no reflejar
correctamente la presión de condensación real
debido al subenfriamiento del líquido o a la
presencia de gases no condensables en el
sistema de refrigeración. Si el subenfriamiento
es demasiado bajo, se puede generar gas por
expansión al arrancar los ventiladores.
Datos técnicos
El EKC 331 À es un controlador de cuatro etapas
con hasta cuatro relés de salida. Controla la
conmutación de los ventiladores de acuerdo con
la señal de presión de condensación de un
transmisor de presión AKS 33 Á o AKS 32R.
Mediante un control de zona neutra, el EKC 331
À puede controlar la capacidad de condensación
de forma que la presión de condensación se
mantenga por encima del nivel mínimo requerido.
Para obtener más información sobre el control de
zona neutra, consulte el apartado 2.1.
La tubería de bypass donde se instala la válvula
SVA Ä es una tubería de compensación que
ayuda a equilibrar la presión en el recipiente y la
presión de entrada del condensador, de forma
que el refrigerante líquido del condensador
pueda drenarse hasta el recipiente.
Transmisor de presión AKS 33 Transmisor de presión AKS 32R
Refrigerantes Todos los refrigerantes, incluido el R-717 Todos los refrigerantes, incluido el R-717
Rango de funcionamiento [bar] De -1 a 34 De -1 a 34
Presión de trabajo máx., PB [bar] 55 (según el rango de funcionamiento) 60 (según el rango de funcionamiento)
Rango de temp. de funcionamiento [°C] De -40 a 85
Rango de temp. compensada [°C] LP: de -30 a +40/HP: de 0 a +80
Señal de salida nominal De 4 a 20 mA Del 10 al 90 % del suministro de tensión
2
Recipiente
Al dispositivo
de expansión
Transmisor de presión AKS 3000 Transmisor de presión AKS 32
Refrigerantes Todos los refrigerantes, incluido el R-717 Todos los refrigerantes, incluido el R-717
Rango de funcionamiento [bar] De 0 a 60 (según el rango) De -1 a 39 (según el rango)
Presión de trabajo máx., PB [bar] 100 (según el rango de funcionamiento) 60 (según el rango de funcionamiento)
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
Rango de temp. de funcionamiento [°C] De -40 a 80 De -40 a 85
Rango de temp. compensada [°C] LP: de -30 a +40/HP: de 0 a +80 LP: de -30 a +40/HP: de 0 a +80
Señal de salida nominal De 4 a 20 mA De 1 a 5 V o de 0 a 10 V
18 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
T
Ejemplo de aplicación 3.1.2:
Control de la velocidad de los
ventiladores en condensadores
refrigerados por aire
Desde la línea
de descarga
Condensador
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
Danfoss
À Convertidor de frecuencia
app_0141_02
10-2012
Á Transductor de presión
2
Recipiente
Al dispositivo de
expansión
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
El control mediante convertidor de frecuencia
ofrece las siguientes ventajas:
Ahorro energético
Mejor control y calidad del producto
Reducción del nivel de ruido
Vida útil más larga
Instalación sencilla
Sistema de control completo y fácil de utilizar
Convertidor de frecuencia AKD 102
Potencia nominal [kW] De 1,1 a 45 kW De 1,1 a 250 kW Hasta 1.200 kW
Tensión 200-240 V 380-480 V 200-690 V
Convertidor de frecuencia
VLT FC 102/FC 302
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 19
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
Ejemplo de aplicación 3.1.3:
Control de la superficie de los
condensadores refrigerados por
aire
Línea de
aspiración
Compresor
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
À Regulador de presión
Á Válvula de cierre
 Válvula de retención
à Válvula de cierre
Ä Válvula de cierre
Å Regulador de presión
diferencial
Æ Válvula de cierre
Danfoss
Tapp_0148_02
10-2012
Esta solución de regulación mantiene un valor de
presión en el recipiente suficientemente alto en
condiciones de baja temperatura ambiente.
adecuada en el recipiente. El regulador de
presión diferencial Å también podría ser una
válvula de alivio OFV.
2
Condensador
Recipiente
Al dispositivo de expansión
Al enfriador
de aceite
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
La válvula servoaccionada pilotada ICS À se abre
cuando la presión de descarga alcanza el ajuste
de presión de la válvula piloto CVP. La válvula
servoaccionada pilotada ICS se cierra cuando la
presión cae por debajo del ajuste de presión de la
válvula piloto CVP.
La válvula de retención NRVA Â asegura una
mayor presión en el condensador gracias a la
acumulación de líquido en este. Para ello debe
disponerse de un recipiente suficientemente
grande. La válvula de retención NRVA también
evita que el líquido retorne desde el recipiente
hasta el condensador cuando este último esté a
La válvula servoaccionada pilotada ICS Å,
combinada con la válvula piloto de presión
menor temperatura durante los periodos de
desconexión del compresor.
diferencial constante CVPP, mantiene una presión
Válvula servoaccionada pilotada ICS
Material Cuerpo: acero para bajas temperaturas
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes, incluidos el R-717 y el R-744
Rango de temp. del medio [°C] De -60 a 120
Presión de trabajo máx. [bar] 52
DN [mm] De 20 a 150
Capacidad nominal* [kW] En la línea de descarga: de 20 a 3.950
En la línea de líquido a alta presión: de 179 a 37.000
* Condiciones: R-717, T
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes no inflamables, incluido el R-717
Rango de temp. del medio [°C] De -50 a 120
Presión de trabajo máx. [bar] CVPP, LP: 17
Rango de regulación [bar] CVPP, LP: de 0 a 7
Valor Kv [m3/h] 0,4
= 30 °C, P
líq
= 12 bar, ∆P = 0,2 bar, T
desc
Válvula piloto de presión diferencial CVPP
CVPP, HP: hasta 40
CVPP, HP: de 0 a 22
= 80 °C y Te = -10 °C.
desc
20 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
Datos técnicos
(continuación)
Válvula piloto de presión constante CVP
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes, incluidos el R-717 y el R-744
Rango de temp. del medio [°C] De -50 a 120
Presión de trabajo máx. [bar] CVP, LP: 17
CVP, HP: hasta 40
CVP, XP: 52
Rango de presión [bar] CVP, LP: de -0,66 a 7
CVP, HP: de -0,66 a 28
CVP, XP: de 25 a 52
Valor Kv [m3/h] CVP, LP: 0,4
CVP, HP: 0,4
CVP, XP: 0,2
Válvula de alivio OFV
Material Cuerpo: acero
Refrigerantes Todos los refrigerantes comunes, incluido el R-717
Rango de temp. del medio [°C] De -50 a 150
Presión de trabajo máx. [bar] 40
DN [mm] 20/25
Rango de presión diferencial de
apertura [bar]
De 2 a 8
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 21
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
3.2
Condensadores evaporativos
Un condensador evaporativo es un condensador
refrigerado por aire del ambiente combinado con
agua pulverizada a través de orificios y deflectores
de aire en contracorriente con el aire. El agua se
evapora y el efecto de evaporación de las gotas
de agua incrementa notablemente la capacidad
del condensador.
Los condensadores evaporativos actuales van
montados en una caja de acero o plástico con
ventiladores axiales o centrífugos instalados en
la parte inferior o superior del condensador.
La superficie del intercambiador de calor de la
corriente de aire húmedo se compone de tubos
de acero.
Por encima de los orificios de pulverización de
agua (en la corriente de aire seco) es habitual
tener un desrecalentador de tubos de acero con
aletas, con el fin de reducir la temperatura del gas
caliente antes de que este alcance el intercambiador
de calor de la corriente de aire húmedo. De esta
3.2.1 - Control de los condensadores evaporativos
El control de la presión de condensación o la
capacidad de los condensadores evaporativos
puede conseguirse de diferentes formas:
1. Controles de presión RT o KP para controlar la
bomba de agua y el ventilador (como se
realizaba anteriormente).
2. Control de presión de zona neutra RT-L para
controlar la bomba de agua y el ventilador.
3. Controlador de etapas para controlar los
ventiladores de dos velocidades y la bomba
de agua.
4. Convertidores de frecuencia para controlar la
velocidad del ventilador y la bomba de agua.
5. Interruptor de flujo Saginomiya para activar
una alarma en caso de fallo de la circulación
de agua.
manera, se reduce enormemente la acumulación
de incrustaciones de cal sobre la superficie de los
tubos del intercambiador de calor principal.
Este tipo de condensadores reducen notablemente
el consumo de agua en comparación con un
condensador refrigerado por agua convencional.
El control de la capacidad de un condensador
evaporador puede conseguirse por medio de un
ventilador de dos velocidades, del control de
velocidad variable del ventilador y, en condiciones
de temperatura ambiente muy baja, desconectando
la bomba de circulación de agua.
El uso de condensadores evaporativos presenta
limitaciones en regiones con una elevada humedad
relativa. En ambientes fríos (temperatura
ambiente inferior a 0 °C), deben evitarse los
daños por congelación mediante la eliminación
del agua del condensador evaporativo.
22 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
Ejemplo de aplicación 3.2.1:
Control por etapas de un
condensador evaporativo con
un controlador de presión RT
Línea de
aspiración
Compresor
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
Agua
À Controlador de presión
Á Controlador de presión
 Válvula de cierre
à Válvula de cierre
Danfoss
Tapp_0033_02
10-2012
Ä Válvula de cierre
Esta solución mantiene tanto la presión de
condensación como la presión en el recipiente
en unos valores suficientemente altos en
condiciones de baja temperatura ambiente.
Cuando la presión de entrada del condensador
cae por debajo del ajuste del controlador
de presión RT 5A Á, el controlador apagará
el ventilador para reducir la capacidad de
condensación.
Cuando la temperatura ambiente es
extremadamente baja, si la presión de
condensación cae por debajo del ajuste del
controlador RT 5A À después de que se hayan
apagado todos los ventiladores, el controlador
parará la bomba de agua.
Tras la parada de la bomba, el condensador
y las tuberías de agua deben drenarse para
evitar la formación de incrustaciones y la
congelación.
2
Al enfriador
de aceite
Bomba
de agua
Condensador
Recipiente
Al dispositivo
de expansión
Datos técnicos
Refrigerantes R-717 y refrigerantes fluorados
Protección IP 66/54
Temp. ambiente [°C] De -50 a 70
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 23
Rango de regulación [bar] RT 5A: de 4 a 17
Presión de trabajo máx. [bar] 22
Presión de prueba máx. [bar] 25
Control de alta presión RT 5A, HP
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
REF
Ca
Ejemplo de aplicación 3.2.2:
Control por etapas de un
condensador evaporativo
con un controlador de etapas
EKC 331
Línea de
aspiración
Compresor
2
Bomba
de agua
Condensador
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
Agua
À Controlador de etapas
Á Transmisor de presión
 Válvula de cierre
à Válvula de cierre
Ä Válvula de cierre
Danfoss
Tapp_0034_02
10-2012
Esta solución funciona de manera idéntica a la
indicada en el ejemplo 3.2.1, pero se controla a
través de un controlador de etapas EKC 331 À.
Para obtener más información sobre el controlador
EKC 331, consulte la página 7.
Puede conseguirse una solución de regulación de
capacidad para los condensadores evaporativos
utilizando un regulador de potencia EKC 331 y un
transmisor de presión AKS.
Como último paso, debe seleccionarse un control
secuencial para la bomba de agua. El control
secuencial significa que las etapas siempre se
conectarán y desconectarán en el mismo orden.
El controlador EKC 331T puede aceptar la señal
de un sensor de temperatura PT 1000, que puede
resultar necesario para los sistemas secundarios.
Control de zona neutra
La zona neutra se fija alrededor del valor de
referencia, de tal forma que en ella no se produce
carga/descarga.
Recipiente
Al dispositivo
Al enfriador
de aceite
de expansión
Fuera de la zona neutra (en las áreas sombreadas
“zona +” y “zona -”), se producirá carga/descarga
cuando la presión medida se desvíe fuera de los
ajustes de dicha zona.
Si el control se produce fuera del área sombreada
(“zona ++” y “zona --”), los cambios de la capacidad
de conexión ocurrirán de forma más rápida que
en el área sombreada.
Para obtener más información, consulte el
manual del controlador EKC 331(T) de Danfoss.
Zona
Zona
Zona
Zona
p.
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
Refrigerantes Todos los refrigerantes, incluido el R-717 Todos los refrigerantes, incluido el R-717
Rango de funcionamiento [bar] De -1 a 34 De -1 a 34
Presión de trabajo máx., PB [bar] 55 (según el rango de funcionamiento) 60 (según el rango de funcionamiento)
Rango de temp. de funcionamiento [°C] De -40 a 85
Rango de temp. compensada [°C] LP: de -30 a +40/HP: de 0 a +80
Señal de salida nominal De 4 a 20 mA Del 10 al 90 % del suministro de tensión
Refrigerantes Todos los refrigerantes, incluido el R-717 Todos los refrigerantes, incluido el R-717
Rango de funcionamiento [bar] De 0 a 60 (según el rango) De -1 a 39 (según el rango)
Presión de trabajo máx., PB [bar] 100 (según el rango de funcionamiento) 60 (según el rango de funcionamiento)
Rango de temp. de funcionamiento [°C] De -40 a 80 De -40 a 85
Rango de temp. compensada [°C] LP: de -30 a +40/HP: de 0 a +80 LP: de -30 a +40/HP: de 0 a +80
Señal de salida nominal De 4 a 20 mA De 1 a 5 V o de 0 a 10 V
Transmisor de presión AKS 33 Transmisor de presión AKS 32R
Transmisor de presión AKS 3000 Transmisor de presión AKS 32
24 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
3.3
Condensadores refrigerados
por agua
Ejemplo de aplicación 3.3.1:
Control del flujo de agua en
condensadores refrigerados por
agua con una válvula de agua
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
Agua
Los condensadores refrigerados por agua eran
originalmente intercambiadores de calor de
carcasa y tubos, pero actualmente a menudo
son intercambiadores de calor de placas con
un moderno diseño.
Los condensadores refrigerados por agua no se
utilizan comúnmente, porque en muchos lugares
no se permite utilizar la gran cantidad de agua
que consumen (regiones en las que el agua escasea
y/o tiene un alto precio).
En la actualidad, los condensadores refrigerados
por agua se emplean a menudo en enfriadores,
Línea de
aspiración
Compresor
de modo que el agua de refrigeración se enfría en
una torre de refrigeración y se recircula. También
pueden utilizarse como condensadores de
recuperación de calor para suministrar agua caliente.
El control de la presión de condensación puede
conseguirse por medio de una válvula de agua
controlada por presión, así como de una válvula
de agua motorizada acoplada a un controlador
electrónico que permita controlar el flujo de agua
de refrigeración en función de la presión de
condensación.
Salida del
agua de
refrigeración
Condensador Entrada del
agua de
refrigeración
À Válvula de cierre
Á Válvula de cierre
 Válvula de agua
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
Danfoss
Tapp_0035_02
10-2012
Esta solución mantiene la presión de condensación
en un valor constante. La presión de condensación
del refrigerante se dirige a través de un tubo
Válvula de agua WVS
Materiales Cuerpo de la válvula: hierro fundido
Fuelle: aluminio y acero a prueba de corrosión
Refrigerantes R-717, CFC, HCFC y HFC
Medio Agua potable y salmuera neutra
Rango de temp. del medio [°C] De -25 a 90
Presión de cierre regulable [bar] De 2,2 a 19
Presión de trabajo máx. en el lado del
refrigerante [bar]
Presión de trabajo máx. en el lado del líquido
[bar]
DN [mm] De 32 a 100
26,4
10
capilar hacia la parte superior de la válvula de
agua WVS Â y ajusta el grado de apertura de
esta. La válvula de agua WVS es un regulador “P”.
Al dispositivo
de expansión
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 25
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
Ejemplo de aplicación 3.3.2:
Control del flujo de agua en
condensadores refrigerados
por agua con una válvula
motorizada
Vapor de refrigerante, HP
Refrigerante líquido, HP
Agua
À Transmisor de presión
Á Controlador
 Válvula motorizada
à Válvula de cierre
Ä Válvula de cierre
Línea de
aspiración
Compresor
Danfoss
Tapp_0036_02
10-2012
El controlador Á recibe la señal de presión
de condensación del transmisor de presión
AKS 33 À y envía la señal de modulación
correspondiente al actuador AMV 20 de la válvula
motorizada VM 2 Â. De esta manera, el flujo de
agua de refrigeración se ajusta y la presión de
condensación se mantiene constante.
Controlador
Salida del
agua de
refrigeración
Condensador
Al dispositivo de expansión
Entrada del
agua de
refrigeración
Esta solución permite configurar un control PI o
PID en el controlador.
Las válvulas motorizadas VM 2 y VFG 2 están
diseñadas para sistemas de tipo district heating y
también pueden utilizarse para controlar el flujo
de agua en plantas de refrigeración.
Datos técnicos
No se muestran todas las válvulas.
La información no debe utilizarse con
fines de construcción.
Válvula motorizada VM 2
Material Cuerpo: bronce rojo
Medio Agua de circulación/agua glicolada (30 %, máx.)
Rango de temp. del medio
[°C]
Presión de trabajo máx.
[bar]
DN [mm] De 15 a 50
De 2 a 150
25
26 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
3.4
Resumen
Solución Aplicación Ventajas Limitaciones
Control de condensadores refrigerados por aire
Control por etapas de
los ventiladores con un
controlador de etapas
EKC 331
Condensador
Control de velocidad de los
ventiladores en condensadores
refrigerados por aire
Condensador
Control de condensadores evaporativos
Control por etapas de un
condensador evaporativo
con un controlador de
presión RT
Desde la
línea de descarga
Recipiente
Recipiente
Recipiente
Condensador
Se utiliza principalmente en
aplicaciones de refrigeración
industrial en climas cálidos y,
en mucha menor medida, en
climas más fríos.
Aplicable a todos los
condensadores que puedan
funcionar con velocidades
reducidas.
Aplicaciones de refrigeración
industrial con requisitos de
capacidad muy grandes.
Control del volumen
de aire por etapas o
mediante el control
variable de la velocidad de
los ventiladores. Ahorro
energético.
No se utiliza agua.
Corriente de arranque baja.
Ahorro energético.
Menor nivel de ruido.
Vida útil más larga.
Instalación sencilla.
Gran reducción del consumo
de agua (en comparación
con los condensadores
refrigerados por agua)
y control de capacidad
relativamente sencillo.
Ahorro energético.
Temperaturas ambiente muy
bajas. El control por etapas
de los ventiladores puede
resultar ruidoso.
Temperaturas ambiente muy
bajas.
No aplicable en países con
una alta humedad relativa.
En climas fríos deben
adoptarse precauciones
especiales para drenar el
agua de las tuberías durante
los periodos de parada de
las bombas de agua.
Control por etapas de un
condensador evaporativo
con un controlador de
etapas EKC 331
Control de condensadores refrigerados por agua
Control del flujo de líquido
con una válvula de agua
Control del flujo de líquido
con una válvula motorizada
3.5
Documentos de referencia
Puede encontrar una descripción
por orden alfabético de todos
los documentos de referencia
en la página 146.
Desde la
línea de descarga
Condensador
Recipiente
Compresor
Condensador
Compresor
Condensador
Folleto técnico/manual
Tipo Código del
AKD 102 PD.R1.B
AKS 21 RK0YG
AKS 33 RD5GH
AMV 20 ED95N
CVP PD.HN0.A
CVPP PD.HN0.A
Entrada del
agua de
refrigeración
Salida del
agua de
refrigeración
Entrada del
agua de
refrigeración
Salida del
agua de
refrigeración
documento
Aplicaciones de refrigeración
industrial con requisitos de
capacidad muy grandes.
Bomba
de agua
Enfriadores y condensadores
de recuperación de calor.
Enfriadores y condensadores
de recuperación de calor.
Tipo Código del
ICS PD.HS2.A
NR VA PD.FK0.A
RT 5A PD.CB0.A
SVA PD.KD1.A
VM 2 ED97K
WVS PD.DA0.A
documento
Gran reducción del consumo
de agua (en comparación
con los condensadores
refrigerados por agua)
y control de capacidad
relativamente sencillo.
Puede controlarse de
manera remota. Ahorro
energético.
Control de capacidad
sencillo.
Control de capacidad
sencillo del condensador y la
recuperación de calor. Puede
controlarse de manera
remota.
Instrucciones del producto
Tipo Código del
documento
AKD 102 MG11L
AKS 21 RI14D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
AMV 20 EI96A
CVP, CVPP PI.HN0.C
CVP-XP PI.HN0.J
No aplicable en países con
una alta humedad relativa.
En climas fríos deben
adoptarse precauciones
especiales para drenar el
agua de las tuberías durante
los periodos de parada de
las bombas de agua.
No aplicable cuando la
disponibilidad de agua
es un problema.
Este tipo de instalación
resulta más costoso que
una instalación normal.
No aplicable cuando la
disponibilidad de agua
es un problema.
Tipo Código del
documento
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
NR VA PI.FK0.A
RT 5A RI5BC
SVA PI.KD1.A
VM 2 VIHBC
WVS PI.DA0.A
Para descargar la versión más reciente de los documentos, visite el sitio web de Danfoss.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 27
Manual de aplicaciones Aplicaciones de refrigeración industrial con amoníaco y CO
2
4. Control del nivel del
líquido
4.1
Sistema de control del nivel
de líquido de alta presión
(LLRS HP)
El control del nivel del líquido es un elemento
importante a la hora de diseñar sistemas de
refrigeración industrial. Controla la inyección de
líquido para mantener un nivel de líquido constante.
Para diseñar un sistema de control del nivel de
líquido pueden aplicarse dos principios básicos
diferentes:
Sistema de control del nivel de líquido de alta
presión (LLRS HP).
Sistema de control del nivel de líquido de baja
presión (LLRS LP).
Los sistemas de control del nivel de líquido
de alta presión presentan habitualmente las
siguientes características:
1. Se centran en el nivel de líquido en el lado de
condensación del sistema.
2. Carga de refrigerante crítica.
3. Recipiente pequeño o inexistente.
4. Se utilizan principalmente para enfriadores y
otros sistemas con una carga de refrigerante
pequeña (por ejemplo, congeladores pequeños).
A la hora de diseñar un sistema LLRS HP deben
tomarse en consideración los siguientes puntos:
Tan pronto como el líquido se “forma” en el
condensador se alimenta al evaporador (lado
de baja presión).
El líquido que sale del condensador tendrá un
subenfriamiento escaso o nulo. Es importante
tenerlo en cuenta cuando el líquido fluye hacia el
lado de baja presión. Si existe pérdida de presión
en la tubería o los componentes, puede generarse
gas por expansión y ocasionar la reducción de la
capacidad de flujo.
La carga de refrigerante debe calcularse con
precisión, a fin de asegurar que exista una cantidad
adecuada de refrigerante en el sistema. La
sobrecarga aumenta el riesgo de inundación del
evaporador o el separador de líquido, causando
el arrastre de líquido hacia el compresor (golpe
de ariete). Si la carga del sistema es insuficiente,
el evaporador quedará sin refrigerante. El tamaño
Los sistemas de baja presión tienen
generalmente las siguientes características:
1. Se centran en el nivel de líquido en el lado de
evaporación del sistema.
2. Recipiente normalmente grande.
3. Carga de refrigerante grande (suficiente).
4. Se utilizan principalmente para sistemas
descentralizados.
Los requisitos de ambos principios de diseño
pueden cumplirse usando componentes
mecánicos y electrónicos.
del recipiente de baja presión (separador de
líquido/evaporador de carcasa y tubos) debe
diseñarse cuidadosamente a fin de que pueda
contener el refrigerante en todas las situaciones
sin dar lugar al fenómeno de golpe de ariete.
Debido a las razones anteriormente
mencionadas, los sistemas LLRS HP resultan
especialmente adecuados para sistemas que
requieran una carga de refrigerante pequeña,
como enfriadores o congeladores pequeños.
Los enfriadores generalmente no necesitan
recipientes. Teniendo en cuenta todo lo expuesto
anteriormente, los sistemas LLRS HP son
especialmente adecuados para sistemas que
requieran una carga de refrigerante pequeña (por
ejemplo, enfriadores de líquido o congeladores
pequeños). Los enfriadores de líquido generalmente
no necesitan recipientes. No obstante, sí se necesita
un recipiente para poder instalar pilotos y
suministrar refrigerante a un enfriador de aceite,
puede ser de pequeño tamaño.
28 DKRCI.PA.000.C6.05 / 520H1829 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
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