BENEFICIOS DE EVAPORADORES CERTIFICADOS POR EL AHRI ESTÁNDAR 420. Ing. Hector Leyva
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- José Ángel Villalba Fidalgo
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3 BENEFICIOS DE EVAPORADORES CERTIFICADOS POR EL AHRI ESTÁNDAR 420 Ing. Hector Leyva
4 Conceptual ANSI/AHRI Estándar Calculo de Capacidad Como son calculadas las cargas térmicas y como son dimensionados los equipos? Revisión del diseño de un congelador para ilustrar el impacto del costo de operación de evaporadores que no cumplen con la capacidad señalada
5 ANSI/AHRI Estándar Asegurar que el funcionamiento y la eficiencia de los equipos fabricados sean exactos Definir los criterios de prueba y tolerancias de instrumentación utilizada Pruebas de verificación anuales realizadas y presenciadas por terceros aprobados por el AHRI Para pasar la prueba una unidad es escogida en forma aleatoria y esta debe cumplir con las tolerancias La cantidad del efecto de enfriamiento total no debe ser menos del 95% de lo publicado de su capacidad estándar No exceder el 105% del rango de potencia publicada
6 ANSI/AHRI Estándar Aplica a evaporadores en expansión directa o recirculados Existen (5) condiciones de prueba estándar: 1. Serpentín Húmedo 50 F 75% HR aire de retorno con refrigerante a 35 F temperatura de evaporación 2. Serpentín Seco 50 F <45% HR aire de retorno con refrigerante a 35 F temperatura de evaporación 3. Serpentín Seco 35 F <50% HR aire de retorno con refrigerante a 25 F temperatura de evaporación 4. Serpentín Seco 10 F <46% HR aire de retorno con refrigerante a 0 F temperatura de evaporación 5. Serpentín Seco -10 F <43% HR aire de retorno con refrigerante a -20 F temperatura de evaporación Los evaporadores se especifican con dos capacidades Una de las cinco (5) condiciones estándar (arriba) La capacidad de la aplicación reflejando las condiciones de diseño especificadas
7 ANSI/AHRI Estándar Los evaporadores con ventiladores producen un efecto de enfriamiento que depende de muchas variables El estándar 420 mide el efecto de enfriamiento total = Calor total que un serpentín transfiere a un refrigerante Mide el potencia consumida por los abanicos El efecto de enfriamiento total menos la potencia de los motores de abanicos = Capacidad de enfriamiento neta
8 Eficiencia del Evaporador Efecto del calor del motor del abanico en el enfriamiento neto Otro aspecto del estándar 420 es la capacidad de la potencia del abanico La energía de los abanicos debe ser removida por los compresores y condensadores Impactan los costos de operación durante la vida del sistema Recuerden comprar efecto de enfriamiento neto, no kilogramos de metal Selección Eficiente Selección Ineficiente HP Abanico, Nominal HP Abanico, Consumo Abanico RPM Velocidad Aire, ft/min Calor Abanico, Btu/hr 4, ,964.7 Capacidad Total, BTU/Hr 87, ,440.0 Capacidad Total, Tons % de Incremento - 29% Capacidad Neta, Btu/Hr 82, ,475.3 Capacidad Neta, Tons % de Incremento - 14% BTUH/BHP NETO 53, ,745.9
9 Normas de Rendimiento del Sistema Capitulo 24 y ASHRAE La meta es incrementar la eficiencia del sistema La base de cualquier estándar de rendimiento es la medición exacta de la capacidad del equipo El cumplimiento con ANSI/AHRI o CTI asegura que el rendimiento es entregado!
10 Métodos de Dimensionamiento y Selección Reglas de dedo + factores de seguridad = Carga estimada conservadora Reglas de dedo 250 a 450 ft 2 /Ton para la carga de un congelador a -10F Resulta en costosos excesos de capacidad y equipos sobredimensionados Los equipos certificados son vitales cuando se dimensionan los sistemas apropiadamente
11 Metodología de Selección DT-1 vs DT-M ANSI/AHRI estándar 420 mide la temperatura del aire en la entrada de la cara del serpentín y la temperatura del refrigerante saturado saliendo del serpentín El método DT-1 también usa la temperatura del aire a la entrada de la cara del serpentín menos la temperatura del refrigerante saturado para establecer el rango de diferencial de temperatura El método DT-M usa la temperatura media de la cámara menos la temperatura del refrigerante saturado para establecer el DT La temperatura media del cuarto por definición es el punto medio entre la temperatura mas fría del aire a la salida del evaporador y la temperatura mas caliente del aire a la entrada del evaporador -4.8 F F
12 Metodología de Selección DT-1 vs DT-M Variación de Capacidad Debido al Método de Calculo DT-1 DT-1 DT-M Rerated to DT-1 Rerated to DT-M (AHRI 420) 420) to DT-1 DT-1 DT-M Área Face Serpentín Area, ft2 (largo x alto), ft Hileras Rows de Deep Profundidad Aletas Fins por per Pulgada Inch Área Surface de Transferencia, Area, ft2 ft # Abanicos # Fans // HP per por fan abanico 5 / 5 3 / / / // 3 5 / 3 Temp Sat. de Evap. Temp., Sat., F F (TES) (SET) Temp Return de Aire Retorno, Temp, F (RA) F (AR) Temp Leaving Aire Descarga, Air Temp, F Temp Mean Cámara Room Promedio., Air Temp., F F (TCP) (MRA) DT1 DT1 - -(AR-TES) TD (RA-SET) DTM DTM - -(TCP-TES) TD (MRA-SET) Capacidad, Capacity, BTU/Hr 421, , , ,400 Capacidad Gross Capacity, Total, Tons Tons
13 Calculo de Capacidad Congelador Estudio AHRI 420 Welch Engineering Corporation Jeff Welch, P.E.
14 Estudio de un Congelador - Efecto de Capacidad Reducida Efecto de capacidad reducida en la temperatura de la cámara Line % Capacidad de Evaporador 100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% A.19 Capacidad Total, BTU/Hr 421, , , , , , ,840 A.23 Calor Motores Abanicos, Btu/hr 52,068 52,068 52,068 52,068 52,068 52,068 52,068 A.24 Capacidad Neta, Btu/hr 369, , , , , , ,772 A.27 Capacidad Neta, Tons A.28 Temp de Camara Actualizada F
15 Estudio de un Congelador - Efecto de Capacidad Reducida Efecto de la Potencia del Abanico en la Temperatura de la Cámara Line % Potencia Abanico 100% 105% 110% 115% 120% 125% 130% 135% 140% B.18 Capacidad Total, Tons B.19 B.23 B.24 Capacidad Total, BTU/Hr Calor Motores Abanicos, Btu/hr Capacidad Neta, Btu/hr 421,200 52,068 54,671 57,274 59,878 62, ,085 67,688 70,291 72, , , , , , , , , ,305 B.27 Capacidad Neta, Tons B.28 Temp de Camara Actualizada F
16 Estudio de un Congelador - Efecto de Capacidad Reducida Incremento de horas de operación para mantener la temperatura de la cámara Line % Capacidad de Evaporador 100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% A % Carga, #s Operación A.37 80% Carga, #s Operación * 26.3* 28.6* A.36 *23.5 Max A.35 Revised Room Temp F A.43 60% Carga, #s Operación A.49 40% Carga, #s Operación Temperatura de succión reducida para mantener la temperatura de la cámara A1.28 Temp Evap. Sat. Actualizada F
17 Estudio de un Congelador - Efecto de Capacidad Reducida Penalizacion en los costo de operación para mantener la temperatura del cuarto por incremento en la horas de operación de los motores de los abanicos Line % Evaporator Capacidad de Rated Evaporador Capacity 100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% A.57 A.58 Annual kw- hr Anual kw- hr Annual Diferencia Difference, Anual, kw-hr 3,765,995 3,808,447 3,860,255 3,923,515 3,938,563 3,901,539 3,877,343 42,452 94, , , , ,348 Annual $ Operación Operating Anual $ $376,600 A.60 Annual Incremento Annual $ Increment $ Anual $ Increment $4,245 $9,426 $15,752 $17,257 $13,554 $11,135 Penalizaciones en los costo de operación para mantener la temperatura del cuarto por reducción en la temperatura de succion Line % Evaporator Capacidad de Rated Evaporador Capacity 100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% kw- hr Anual A1.57 Annual kw- hr 3,765,995 3,846,336 3,939,257 4,044,616 4,123,197 4,264,938 4,455,846 Diferencia Anual, kw-hr A1.58 Annual Difference, kw-hr 80, , , , , ,851 Annual $ Operación Operating Anual $ $376,600 A1.60 Annual Incremento $ Increment $ Anual $8,034 $17,326 $27,862 $35,720 $49,894 $68,985
18 Resumen Re-evalua las reglas de dedo usadas para el calculo de cargas térmica (impacta el costo total del usuario) Especifica y compra evaporadores eficientes, dimensionados propiamente que produzcan la máxima capacidad con un mínimo consumo de energía eléctrica (Certificación AHRI) Importante saber que método de selección (DT-1 vs DT-M) es usado cuando se comparan propuestas competitivas Los evaporadores con capacidad insuficiente pueden resultar en un impacto financiero significativo
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