Adaptación de refrigeradores convencionales drop in a base de refrigerantes HC, operados con energía solar fotovoltaica y acumuladores de frio

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Guillermo Núñez Villalba
hace 6 años
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1 Adaptación de refrigeradores convencionales drop in a base de refrigerantes HC, operados con energía solar fotovoltaica y acumuladores de frio Rubén Llanes rllanesm@ucentral.edu.co

2 Contenido 1. Introducción: Rendimiento energético (Eficiencia + Ahorro + No desperdicio), Diseño, Mantenimiento, operación. 2. Consumo energético, una función de la Temperatura ambiente 3. Acumulación de energía frigorífica. 4. El Sistema de control por tiempo (día noche) y temperatura. 5. Drop in con HC s 6. El diseño del refrigerador de prueba. 7. Pruebas y resultados 8. El sistema fotovoltaico. 9. Conclusiones finales y reconocimientos

3 El proyecto Evaluar energéticamente un refrigerador convencional 64 litros, uso doméstico, de 120 V y potencia de 120 W AC de refrigerante CFC 12, al someterlo a varias variaciones: Drop in, con NORTHCUTT HC12A (isobutano 60% + propano 30%)* Incorporación de acumuladores térmicos con el fin de optimizar el tiempo con disposición de frío y disminuir el consumo de energía en horas calurosas. Sistema de control por tiempo (día noche) y temperatura. Incorporación de energía solar: dos paneles Fotovoltaicos 80W pico + regulador + baterías 12 V + conversor a 120 V

4 El consumo es función de la Temperatura ambiente Potencia W T ambiente - condensador C Presión Mpa % Aumento consumo W N.D 118 Por tanto, es conveniente trabajar cuando la temperatura ambiente es baja: De noche por ejemplo

5 El consumo es función de la Temperatura ambiente Por tanto, es conveniente trabajar cuando la temperatura ambiente es baja: De noche por ejemplo

6 Tiempo de operación del refrigerador día / noche; modo normal y con * DIA (min) NOCHE(min) Sin registro Sin registro Sin acumuladores 254, , DIA (min) NOCHE (min) Sin registro Sin registro Sin registro Con acumuladores , acumuladores de frio

7 Tiempo de operación del refrigerador día / noche; modo normal y con NOCHE DÍA MODO Tiempo trabajo DIA - minutos Tiempo trabajo NOCHE - minutos Series1 Series2 SIN ACUMULADOR SIN ACUMULADOR CON ACUMULADOR CON ACUMULADOR acumuladores de frio

8 Tiempo de operación del refrigerador día / noche; modo normal y con. Conclusión DIA NOCHE % DE AHORRO ,8 Estos resultados muestran un ahorro diurno del 9.05 % del consumo eléctrico del refrigerador, sacrificando un 1,8 % de consumo adicional en la noche usando los acumuladores de frio. Para un ahorro total de 4% neto diario según los promedios de consumo obtenidos en las dos pruebas

9 El acumulador: GEL Eutéctico IMAAS -3 C, con descongelamiento retardado, para Ta. gabinete Entre 2 y 8 C

10 El Circuito de control: 2 SWITCHES paralelos Temperatura y horas del día: Noche 19 a 7 on, Día 7 a 19 off; ubicación baja de sensor de 8 C ՏՏՏՏ Refrigerador Temperatura Hora D - N

DROP IN con HC12 A Northcutt El refrigerante es una mezcla de dos hidrocarburos, propano e isobutano en una proporción de 30% y 70% en masa respectivamente.

11 DROP IN con HC12 A Northcutt El refrigerante es una mezcla de dos hidrocarburos, propano e isobutano en una proporción de 30% y 70% en masa respectivamente. Es inflamable, no tóxico, con una clasificación A3 de acuerdo a la Sociedad Americana de Ingenieros en Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE).

12 El Refrigerador: De diseño propio, de 64 litros con compresor eléctrico para CFC 12 de 120 W de potencia a una red de 120 Voltios de acuerdo a Manual de productos de refrigerante de hidrocarburos de NORTHCUTT INC. La potencia frigorífica:325 W COP de 2.7 evaluado experimentalmente. Temperatura gabinete: 0 5 C Temperatura ambiente: 25 C

13 El Refrigerador: La potencia frigorífica:325 W COP de 2.7 evaluado experimentalmente. Temperatura gabinete: 0 5 C Temperatura ambiente: 25 C

15 Temperatua ( C) Resultados de funcionamiento comparativos CFC 12 vs. HC12a 20 Temperatura a la entrada del compresor T1 15 Descripción Refrigerante R-12 Refrigerante 10 ( C) HC-12ª 5 Temp. 7, , Promedio -10 N de datos T1 HC-12 T1 R-12 Polinómica (T1 HC-12) Polinómica (T1 R-12)

16 Temperatua ( C) Resultados de funcionamiento comparativos CFC 12 vs. HC12a Temperatura a la entrada al condensador T2 Descripción Refrigerante Refrigerante 40 ( C) R-12 HC-12a 30 Temp. 43, , Promedio T2 HC-12a N de datos T2 R-12 Polinómica (T2 HC-12a) Polinómica (T2 R-12 )

17 Temperatua ( C) Resultados de funcionamiento comparativos CFC 12 vs. HC12a 40 Temperatura a la entrada a la valvula de expansión T Descripción Refrigerante Refrigerante ( C) R-12 HC-12a 15 Temp. 33,7 29, Promedio T3 HC-12a N de datos T3 R-12 Polinómica (T3 HC-12a) Polinómica (T3 R-12)

18 Temperatua ( C) Resultados de funcionamiento comparativos CFC 12 vs. HC12a 15 Temperatura a la entrada al evaporador T Descripción R-12 HC-12a ( C) Temperatura Promedio -4,7-12,4-20 N de datos T4 HC-12a Polinómica (T4 HC-12a) T4 (C ) Polinómica (T4 (C ))

19 Resultados de funcionamiento comparativos CFC 12 vs. HC12a Descripción Refrigerante R-12 Refrigerante HC-12a COP 2,75 3,17 EER 7.6 Btu/wh Btu/wh

20 Consumo (KW h X 10) Potencia Consumida ,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00-1 Tiempo (horas) Estos resultados muestran un ahorro en 10 horas de 18.6 % de HC12 a respecto de CFC 12 HC-12a R-12 Polinómica (HC-12a) Polinómica (R-12)

21 El SISTEMA FOTOVOLTÁICO: Con un consumo de 120 W, se selecciona la capacidad de generación eléctrica de los paneles solares. Fuente:

22 El SISTEMA FOTOVOLTÁICO: Elementos 2 Panel solar 85Wp/12VCC ener80-tenesol de Silicio policristalino. Celdas de 125 x 125 mm Estructura para soporte del panel. Controlador 12A 12/24v, ener12 TENESOL. Baterías ciclo profundo agm 75ah/12vcc m-tek, ISO9001. Rack plástico para batería. Inversor 300w 24vcc/110vca, onda seno pura, suresine morningstar, ISO9001.

23 Los ahorros combinados resultado de la implementación de ACUMULADORES DE FRÍO, Drop in con HC12 a y control de Tiempo Temperatura muestran un ahorro total de % respecto al refrigerador prototipo convencional de CFC 12. Además se mostró la posibilidad de uso de uso de paneles fotovoltáicos.

24 Reconocimientos: Ing. Carlos Collazos Doncel Ing. Manuel A. Tangarife Ing. Oscar Baquero O. Est. Gino Diaz Est. Marco Peñuela Est Oscar González Est. Juán Álvarez Est. Crístian López Est. Fráncisco Camargo

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