Eficiencia energética en la combinación de climatización y frío industrial en supermercados (proyecto efimarket) Sevilla, 18 de febrero de 2015

Transcripción

1 Eficiencia energética en la combinación de climatización y frío industrial en supermercados (proyecto efimarket) Sevilla, 18 de febrero de 2015

2 Introducción El ahorro energético como criterio de selección del sistema en instalaciones de refrigeración comercial (supermercados, hoteles), Búsqueda del ahorro a corto-medio plazo Reducción de costes de operación Beneficio medioambiental. Inversión en sistemas innovadores de refrigeración como estrategia a largo plazo para la competitividad futura del negocio. Diversas propuestas en el sector para aumentar la eficiencia energética: Nuevos refrigerantes Circuitos frigoríficos avanzados. Integración de instalaciones para recuperación de calor Soluciones prefabricadas con grandes posibilidades para instalaciones comerciales de pequeña potencia, combinando la producción frigorífica y térmica para la refrigeración y la climatización.

3 Necesidades típicas en un supermercado Distintas demandas térmicas simultáneas en un supermercado de mediana superficie Cámaras frigoríficas 0 a +5ºC Murales de lácteos 5ºC Agua caliente Obradores + 15ºC Vitrinas expositoras +0ºC Expositores refrigerado Carnes (0ºC), frutas y verduras (+5ºC Islas de congelados -18ºC a -25ºC CLIMATIZACION

4 Necesidades típicas en un supermercado Distribución de consumos energéticos en un supermercado de mediana superficie 60-70% compresores y condensadores 30-40% Iluminación, ventiladores y desescarche de evaporadores Las instalaciones térmicas y frigoríficas representan 3/4 partes de la factura eléctrica

5 Posibilidades de ahorro energético Posibles medidas de ahorro energético Ahorro estimado Recuperación de calor para calefacción 10 % Recuperación de calor en ACS 2 % Iluminación LED de expositores 5 % Ventiladores electrónicos 5 % Desescarche con calor recuperado 2 % Optimización en la producción y demanda frigorífica 45%, desglose acumulativo: Producción centralizada 5 % Compresores más eficientes 3 % Nuevo refrigerante 3 % Combinación Frío - Climatización 5 % Control de condensación flotante 2 % Evaporación flotante 3 % Capacidad variable 5 % Expansión electrónica 3 % Acumulación de frío 10 % Instalación de puertas en expositores 20%

6 Proyecto efimarket Objeto Investigación y desarrollo de un sistema indirecto combinado de climatización y frío industrial aplicado a supermercados de mediana superficie. Participantes Consorcio de fabricantes en el marco de AFAR IAT y empresas colaboradoras. Cofinanciación Programa de Incentivos para el fomento de la innovación y desarrollo empresarial en Andalucía de la agencia IDEA, Programa Operativo FEDER Andalucía

7 Fases del proyecto Objetivo Desarrollo e investigación en sistemas eficientes y sostenibles para la refrigeración y climatización de supermercados. FASE I Sistema indirecto de refrigeración con glicol Combinación de la producción frigorífica de frío y climatización Desarrollo de la planta frigorífica de glicol y agua Desarrollo de expositores y vitrinas con baterías de glicol. Construcción del supermercado piloto y ensayo del sistema. Ensayo de otros sistemas adicionales. FASE II Sistema de refrigeración con CO2 subcrítico Investigación preliminar en sistemas y componentes.

8 Laboratorio efimarket AREA DE VENTAS Simulación de la sección de frío de un supermercado medio (500m2) Instalaciones del IAT en Lucena CÁMARA CLIMÁTICA PLANTA FRIGORIFICA

9 Laboratorio efimarket AREA DE VENTAS CÁMARA CLIMÁTICA PLANTA FRIGORIFICA

10 Laboratorio efimarket AREA DE VENTAS CÁMARA CLIMÁTICA PLANTA FRIGORIFICA

11 Laboratorio efimarket AREA DE VENTAS CÁMARA CLIMÁTICA PLANTA FRIGORIFICA

12 Sistema efimarket FASE I Sistema indirecto de refrigeración y climatización R134a - PG/AGUA CIRCUITO DE AGUA +7 / 12 C o 45/40 C Ensayos auxiliares de condensación indirecta AEROREFRIGERADOR FANCOIL CLIMATIZADOR BUCLE DE CONDENSACION 15 / 20ºC PLANTA FRIGORIFICA FRIO - CLIMA GLICOL CALIENTE 40 C CIRCUITO DE GLICOL -10 / -5 C SERVICIO POSITICO DESESCARCHE POR GLICOL CALIENTE SERVICIO POSITIVO DESESCARCHE POR AIRE SERVICIO NEGATIVO CONDENSADOR POR GLICOL SERVICIO NEGATIVO CONDENSADOR POR AGUA

13 Sistema efimarket FASE I Refrigerante primario R134a (PCA =1400) 20kg 0,3 kg/kw Circuito hermético probado en fábrica Retrofit a alternativas futuras: HFOs Refrigerante secundario Solución de propilenglicol al 35% Estado líquido a presión y temperatura ambiente Propiedades termofísicas parecidas a las del agua Punto de congelación -18ºC Compatibilidad alimentaria Inocuo para el medioambiente Biodegradable

14 Por qué un sistema indirecto? Dos criterios: TEWI Impacto total equivalente sobre el calentamiento atmosférico (ton CO 2 ) Indice TEWI (Impacto total eq. sobre el calentamiento atmosférico) tonco2 Coste anual de suministros: energía eléctrica gas refrigerante + tasa (k /año) Coste anual de suministros k /año Expansión directa R404A 1 Expansión directa R134A, R404A 2 >40kW Tricentral R407a o R449a 3 Expansión dir. R134 cascada CO2 4 Sistema indirecto de AGUA-R404a 5 Sistema indir. R134A-AGUA-R404a 6 efimarket I Sistema indirecto R134a-PG-R290 Sistema efimarket R134a-PG-R efimarket I efimarket II Sistema CO2 transcrítico Sistema R134-CO2 Subcrítico 9 1 efimarket II

15 Planta frigorífica efimarket Planta frigorífica combinada frío y climatización Agua glicolada para frío 30 kw Agua fría para climatización 32 kw Agua caliente para calefacción 45 kw Glicol caliente para desescarche (opción) Características Compacta y silenciosa. Condensación por aire axial o centrífuga Compresores Scroll insonorizados Ventiladores EC a velocidad variable Bombas EC a velocidad variable Varios modelos bajo el mismo concepto Pot.frig: 25, 30, 40, 50, 60 y 75 kw

16 Planta frigorífica efimarket Circuito frigorífico avanzado Economizador Recuperación de calor P T RECUPERADOR AGUA 12/7ºC o 40/45ºC T T AGUA 12/7 C 40/45 C COMPR. AT COMPR. MT DE CALOR P T GLICOL CALIENTE 40ºC T GLICOL 10 C ECONOMIZADOR P T T P T GLICOL FRIO -5/-10ºC T T GLICOL -5/-10 C

17 AGUA ambiente GLICOL

18 AGUA ambiente GLICOL

19 Optimización energética Recuperación de calor para calefacción La recuperación total del calor en invierno tiene un COP de 6,5 a 10 Implica forzar la temperatura de condensación Ahorro energético del 15%. Economizador frigorífico Permite producir frío positivo adicional al coste energético de la climatización Implica una mejora del COP de la producción de frío del 10%. Frío negativo en cascada Implica una mejora del COP del 15% en la producción de frío negativo.

20 Rendimiento efimarket Rendimiento optimizado de la planta Exp. dir. R404a Exp. dir. R134a COP = 2.1 (con economizador) Condicones: glicol -5/-10 C, ambiente: +35 C -10/+45 C -10/+45 C Incluyendo pérdidas por transporte -2% 2K 2K Incluyendo pérdidas térmicas en tuberías -2% 2K 4K Rendimiento del sistema MT + BT Expansión directa R404A Expansión directa R134A, R404A Tricentral R407a o R449a Expansión dir. R134 cascada CO2 Sistema indirecto de AGUA-R404a Sistema indir. R134A-AGUA-R404a Sistema indirecto R134a-PG-R290 Sistema efimarket R134a-PG-R290 Sistema CO2 transcrítico Sistema R134-CO2 Subcrítico

21 Servicios frigoríficos Expositores refrigerados por glicol Puertas de vidrio en expositores murales e islas de congelados Iluminación led Ventiladores electrónicos Vidrios de baja emisividad con film anticondensación. Desescarche inteligente.

22 Servicios frigoríficos Servicios con grupo incorporado Refrigerante R290 y R407 en grupos incorporados. Compresores de velocidad variable y válvulas de expansión electrónica en grupos incorporados. Desescarche inteligente. Equipos condensados por agua para cámaras de congelados Refrigerantes R290 y R407a Condensación en glicol / circuito de climatización

23 Otros sistemas auxiliares Otros sistemas en ensayo Expositores murales con grupo frigorífico condensado por agua. Sistema indirecto de condensación en circuito de agua. Armarios refrigerados e islas de congelados con grupos incorporados y refrigerante R290. Sistema de supervisión Plant-Visor. Sistema de climatización con difusión de aire mediante conductos textiles.

24 Red de distribución Comparativo de red de distribución 25kW MT kw BT Instalación de referencia R404a Tubería de cobre Uniones soldadas Fugas invisibles Presión de trabajo 2 28 bar 350 gr/m R404a x 100 /kg R404a MT R404a BT Instalación hidráulica PG Tuberías de polietileno Conexiones roscadas Presión de trabajo 0,5 bar Fugas visibles Aislamiento 30mm 1,4 l/m PG x 3 /l PG PG

25 Conclusiones Sistema efimarket Producción combinada de frío y climatización. para supermercados. Sistema indirecto con agua glicolada Objetivos: Reducción de la carga de refrigerante HFC a 1/10 0 fugas de refrigerante Reducción del consumo eléctrico al 50% Actual etapa de toma de datos.

26 Gracias por su atención Javier Cano Cavanillas Ingeniero Industrial Agradecimientos