32nd Annual Meeting International Institute of Ammonia...

Technical Papers32nd Annual Meeting

International Institute of Ammonia Refrigeration

March 14–17, 2010

2010 Industrial Refrigeration Conference & ExhibitionManchester Grand Hyatt

San Diego, California

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ACKNOWLEDGEMENT

The success of the 32nd Annual Meeting of the International Institute of Ammonia

Refrigeration is due to the quality of the technical papers in this volume and the labor of its

authors. IIAR expresses its deep appreciation to the authors, reviewers and editors for their

contributions to the ammonia refrigeration industry.

Board of Directors, International Institute of Ammonia Refrigeration

ABOUT THIS VOLUME

IIAR Technical Papers are subjected to rigorous technical peer review.

The views expressed in the papers in this volume are those of the authors, not the

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2010 Industrial Refrigeration Conference & Exhibition

Manchester Grand Hyatt

San Diego, California


©IIAR2010 1

Trabajotécnico#5

¿Compresor de tornillo o de pistonespara aplicaciones de CO2?

Mauricio QuirogaGEA-FES

Resumen

El uso del CO2 como refrigerante ahora está siendo una posibilidad más común al mirar en nuevos sistemas de refrigeración. Las Compañías están produciendo los productos para refrigeración, los clientes con aplicaciones de Refrigeración Comercial, Industrial, e inclusive Aire Acondicionado están consientes de esta tendencia y algunos proveedores de componentes están desarrollando productos para satisfacer esta demanda. Las restricciones y la consecuente prohibición de utilizar refrigerantes CFC’s y HCFC’s están llegando a ser evidentes a nivel global e incluso el uso de HFC ahora es estudiado en Europa y en USA. También el uso de HFC ahora se está considerando un problema del Salud para los seres humanos y LA EPA (agencia de protección de la energía) en los E.E.U.U. ahora está tomando medidas de cómo ocuparse de este problema en un futuro próximo.

Por ejemplo, Dinamarca tiene ya por varios años que prohibió todos los refrigerantes de HFC en sistemas con una carga refrigerante de más de 10 kilogramos. Sera necesario preguntarse, en un futuro al considerar el uso solamente de los refrigerantes naturales como: NH3–amoníaco, CO2–bióxido de carbono, HC – Hidro-Carbonos, H2O-Agua etc. si se prefieren Compresores de Tornillo o Compresores de Pistón (reciprocantes) para alguna Aplicación. Este Escrito describe además de esto, la importancia de incluir las pérdidas de la presión de la planta al comparar sistemas en operación en área sub-critica o inclusive para los sistemas operando en área trans-critica. Ofrece ejemplos del uso de compresores de pistón o de tornillo en plantas del CO2 instaladas como también en área sub-critica como trans-critica. Evalúa por experiencia y desde un punto de vista técnico qué oportunidades están disponibles con CO2, comparado principalmente con el NH3 (y R-22) pero al mismo tiempo observa que tendencias demuestra el mercado cuando es “limitado” para utilizar los refrigerantes naturales No tóxicos, en este caso CO2.

La mayoría de la gente tiende juzgar mal las ventajas del CO2 como refrigerante puesto que no observan el sistema completo. Sería muy cerrado el indicar que los sistemas sub-críticos de CO2/NH3


son siempre menos eficientes que las plantas de dos Etapas NH3/NH3 solamente comparando valores del compresor. En la vida real es más a menudo lo contrario. Esto llegará a ser más claro al comparar los Valores del sistema incluyendo las Perdidas de presión en toda la Planta.

Al principio de introducir nuevos refrigerantes como el CO2 hay una tendencia de no presentar la solución más correcta ya sea por falta de experiencia y conocimiento o porque lo equipos no son adecuados para trabajar en sistema de CO2. Otro hecho simple es que para la misma capacidad que se requiere enfriamiento un compresor de CO2 necesita solamente aproximadamente 1/10 del desplazamiento de un compresor de NH3. Esto puede influenciar mucho la decisión de utilizar CO2, especialmente para compañías acostumbradas en ofrecer solamente sistemas de Amoniaco-NH3 y que todavía no están listos o involucrados en sistemas con CO2.

Como en la refrigeración nunca hay una respuesta clara, la recomendación es siempre evaluar la situación actual y guiar a los Usuarios de la mejor forma con los hechos e información disponibles para que ellos decidan cuál sistema elegir.


Trabajotécnico#5 ©IIAR2010 3

¿Compresor de Tornillo O de Pistones Para Aplicaciones de C02?

Introducción

Todos los proveedores de Refrigeración enfrentan grandes retos para desarrollar

nuevos productos que sean seguros y amigables con el ambiente y una forma es

el usar solo los refrigerantes naturales. Así mismo durante el proceso de desarrollo

algunas de las ventajas encontradas son extremadamente benéficas comparado

con lo que ya tenemos en el mercado y el CO2 es uno de los Refrigerantes con

grandes ventajas y por tanto nuevas oportunidades también. Falta de Innovación o

conocimientos del Sistema y otras razones ocasionan en el negocio de refrigeración

rechazar opciones con CO2, tanto en sistemas sub-críticos como en trans-críticos.

Razones como si la temperatura critica es muy baja o si comparan las eficiencias de

los compresores mientras ignoran otras también son factores importantes.

Es un hecho que los Usuarios que adquieren plantas de CO2 Sub-crítico la mayoría

obtiene mayores ahorros y beneficios comparado inclusive con sistemas de dos

Etapas en Amoniaco (NH3/NH3) pero eso sí, comparando toda la Planta no solo

componentes por separado como los Compresores. Por otro lado, para poder

obtener mayores ahorros de energía a veces arriba del 40% en ocasiones es posible

incluyendo algunos otros parámetros y comparando sistema de dos etapas con

sistemas con Economizador (volátil), ya sean Relación de Volumen equivocado,

contaminación de aire y/o agua, crecimientos de la planta sin considerar los limites

de capacidad de la misma, presión de descarga flotante contra presión de descarga

fija, altas caídas de presión en el sistema, etc. Y por lo tanto también es incorrecto no

obtener ahorros solo comparando el consumo en los Compresores para determinar

una respuesta.

Deben de tener en cuenta la importancia de las Caídas de Presión en Todo el

sistema y no solo en la presión de succión seca. Con todos los demás refrigerantes

tradicionales además de CO2 esto tiene una menor importancia. Pero el hecho de que

2°F de Perdida de Presión es aproximadamente 10 veces la perdida de presión en PSI

(Bar o Pa) para CO2 que para NH3 demuestra fácilmente los errores a este respecto.


4 ©IIAR2010 Trabajotécnico#5

2010 IIAR Industrial Refrigeration Conference & Exhibition, San Diego, California

No ayudan mucho los resultados “científicos” que ver como siempre con los otros

refrigerantes, quitando la perdida de presión, ya que el resultado teórico afecta tanto

el resultado real con las verdaderas ventajas encontradas utilizando CO2. También

considerar o no la ventaja de tener una tubería de succión y descarga más pequeña

deben ser transferida y relevante como una mejor eficiencia para una comparación

equitativa pero ni siquiera es necesario. La mayoría de las comparaciones que he

visto no toman en cuenta las caídas de presión por lo que reducen la ventaja del COP

beneficiándose hacia el lado del Amoniaco NH3. Pero aun es peor cuando se ignoran

las Perdidas de Presión de la Planta, la cual es normalmente entre 4 a 7°K (Mayor en

Plantas viejas por los crecimientos, etc.), nunca podrán descubrir que CO2 es mucho

mejor inclusive que un sistema de dos etapas y esto es mucho más de lo que es

conocido por la mayoría.

El tremendo efecto de las Pérdidas de Presión de la Planta

Antes de Describir los varios tipos de sistemas y la preferencia de usar un Compresor

de Tornillo o Pistón, encuentro imperativo aclarar un error comúnmente usado

cuando se comparan sistemas de CO2 con sistemas tradicionales de Amoniaco. En

un sistema de CO2 Sub-critico las personas normalmente comparan los cálculos de

los compresores sin incluir las pérdidas de presión de la Planta. De esta forma el

CO2 no resulta tan eficiente comparado con compresores tradicionales de NH3 pero

cuando se incluyen las pérdidas de presión reales de todo el sistema, la comparación

cambia radicalmente. NH3 es muy sensible a perdidas de presión contrario al CO2 y

como ejemplo 2°F de “Perdida de presión” con CO2 es igual a 25°F para NH3. Con

esta diferencia obvia una parte mínima de la ventaja es utilizada para beneficio

disminuyendo las líneas de succión y descarga en sistemas de CO2 por consiguiente

ahorros substanciales en los costos de instalación y proveer excelente desempeño en

aplicaciones de Congeladores de Placas, Evaporadores, etc. Lo demás aparecerá como

un mejoramiento substancial en la Eficiencia de la Planta (COP).




La comparación abajo está hecha con base a Una Planta de Capacidad frigorífica

de 300 TR y con temperaturas de Evaporación (en el evaporador) de –20°F a –60°F

(–29°C a –51°C). La temperatura de Condensación seleccionada es 95°F (35°C).

La Temperatura Intermedia óptima es utilizada por todos los sistemas y para cada

una de las temperaturas de evaporación. La diferencia de temperatura para el

Enfriador de Cascada (Intercambiador de calor de CO2-NH3) está en un sistema

volátil seleccionada a 9°F (5 °C). Se utilizan los siguientes términos:

Economizador –7 °F Compresores de Tornillo Economizados (Tipo Flash

abierto) Los – 7°F indican que tienen 7°F Perdida de

Presión

Dos Etapas NH3 Sistema Directo de NH3 por bombas con Compresores

Booster de Tornillo e interenfriador (tipo flash

abierto), compresores de Segunda Etapa de Tornillo,

enfriadores de Aceite por Agua)

CO2 Pistón/ NH3 Tornillo Sistema de CO2 Directo por bombas, Compresores de

Pistón para CO2, en sistema cascada con compresores

De Tornillo para Amoniaco (pueden ser pistones

también

CO2 Tornillos/ NH3 Tornillos Sistema de CO2 Directo por bombas, Compresores de

Tornillo para en sistema cascada con compresores de

Tornillo para Amoniaco (pueden ser pistones también)

Economizador Volátil –7 °F Sistema de Bombeo indirecto de CO2, con compresores

(9°F approach) Tornillo de NH3 en alta etapa, Compresores con

Economizador Abierto tipo Flash. Además de los 7°F

Perdida de presión hay una Diferencia de 9°F de temp.

En el enfriador Cascada (Evap. Temp. NH3 – Evap.

Temp. CO2 = 9°F)




Si no son familiares los tipos de sistemas mencionados, más adelante se describen

sus características.

Figura 1 se muestra tristemente la forma más típica de presentar los BHP/TR de Baja

y como aquí sin o casi siempre sin considerar las pérdidas de presión de la Planta.

Con estas consideraciones imposibles se muestra la tendencia del sistema CO2/NH3 es

casi igual de eficiente que un sistema de amoniaco de Dos Etapas en la línea donde

se cruzan aproximadamente en –45°F (–42°C). Desafortunadamente esta grafica

a influenciado muchas decisiones rápidas como la que el sistema de CO2 es solo

recomendable a temperaturas de Evaporación por debajo de los –40°F (–40°C).

También muestra que el sistema de una Etapa Economizado tiene un desempeño

muy pobre y especialmente en sistemas Volátiles a bajas temperaturas de

evaporación.

Sin Embargo las Plantas NO operan sin perdidas de presión, al contrario muchas

plantas operan con considerables pérdidas de presión debido al hecho de que es

una forma fácil de disminuir el costo de instalación, si se tienen largas distancias,

incrementado res de altura (risers), muchas válvulas y durante el tiempo las plantas

han crecido en capacidad frigorífica sin revisar o modificar siquiera las líneas de

succión del sistema.

Todas las Plantas tienen al menos dos válvulas en cada evaporador o mas válvulas

de servicio y algunas de control o reguladoras de presión para sistema de deshielo,

comúnmente incrementadores para altura (risers) sencillos o dobles para levantar

el gas húmedo a la línea principal de succión. Adicionalmente el cabezal de succión

corre 300 a 600 Ft. (100 a 200 Mts) con una válvula de servicio al final de la línea

de retorno húmedo y no olvidar la perdida de presión en la línea de succión seca

del separador de liquido de las bombas hacia el compresor. Este total de Pérdidas

normalmente van de 4 a 7°F (2.2 a 3.9°K) en pérdidas de presión. Muchos Ingenieros

solo consideran las pérdidas de presión en la succión seca del separador de liquido




de las bombas al compresor, pero estas pérdidas son normalmente insignificantes

comparadas con las de la Planta.

Figura 2 muestra el ejemplo comparando todos los sistemas con 7°F en pérdidas de

presión. Ahora de repente se ve más evidente que CO2/NH3 es mucho más eficiente

que el tradicional sistema de dos Etapas de Amoniaco y es más ventajoso desde

–27°F de Evaporación.

El efecto típico de pérdida de presión del sistema daña dramáticamente el sistema de

NH3 pero contribuye a las ventajas de los sistemas de CO2 en ambos casos, inmediato

y a futuro en caso de que haya cambios en la capacidad del sistema.

Es un poco impresionante ver que con pérdidas de presión de 7°F en un sistema

Economizador Volátil consume aproximadamente más de un 70% más energía

a –40°F (–40°C) comparado con un sistema de CO2/NH3. El costo inicial es

importante pero… Creo que el retorno de inversión de Toda la Planta es de repente

bastante más importante en estos casos.

Figura 2a muestra el ejemplo teniendo ambas perdidas de 7°F y 0°F para evaluar

las grandes diferencias. Es impresionante ver que el sistema de CO2 con pérdidas de

presión de 7°F por debajo de –50°F de Evaporación es casi igual de eficiente que

el sistema de dos etapas de Amoniaco considerando imposibles perdidas de 0°F.

También muestra que un sistema de dos etapas de Amoniaco con 7°F de perdidas

es tan ineficiente como un Compresor de Tornillo Economizado considerando

imposibles perdidas de presión de 0°F.

Desde que los sistemas con compresores de tornillo para CO2 / y tornillos para NH3

tienen la misma características de influencia mínima por perdidas de presión que

los compresores de pistón para CO2 resulta evidente que pueden competir contra

sistemas de dos etapas NH3 con compresores de tornillo con grandes a moderadas

perdidas de presión en el Sistema. Desde que sistemas grandes normalmente




tienen largas líneas de succión húmedas y muchas otras pérdidas conviene usar

compresores de tornillo CO2 en las plantas de refrigeración grandes.

Recuerden también que la ventaja de usar CO2 el poder tener cabezal de Succión y

descarga más pequeños y que es difícil sufrir pérdidas de presión de 7°F en sistemas

de CO2 pero muy común en sistemas de NH3.

Si no utilizamos esta ventaja y asumimos la misma perdida de presión en PSIa,

debemos usar la siguiente forma para comparar las pérdidas de presión:

2 ⁰F de Pérdida de Presión en CO2 es igual a 25°F de Pérdida de Presión en NH3 a

–40°F evap.

Sin embargo es acertado el hecho de que CO2 provee ahorros substanciales en costos

de tubería y aislamiento y también muy eficiente inclusive contra sistema de dos

Etapas de Amoniaco.

Conceptos Básicos sobre selección de Tornillos o Pistones

Realmente la pregunta de “Tornillo o Pistón” debe ser determinada primero por el

principio de compresión. CO2 beneficia de maquinas de desplazamiento positivo

especialmente Compresores reciprocantes (pistones). HC es no parte de este estudio

pero pueden aplicarse con todos los pistones, scroll y tornillos. NH3 es más benéfico

en Compresores inundados de aceite y pistones. H2O tampoco está en discusión pero

es mejor en Compresión dinámica (turbo compresión). Las propiedades del fluido

y su altos niveles de presión del CO2 resultan en muy grandes cargas mecánicas en

el compresor comparadas con refrigerantes tradicionales, compresores reciprocantes

pequeños en diámetro y carrera traen beneficios con alta presión de descarga y baja

relación de compresión utilizando CO2. Fueron los primeros en entrar en el mercado

de CO2 en gran escala pero ahora los compresores de tornillo con perfiles y longitudes




de rotor cortos están ganando terreno también, especialmente cuando son capaces de

manejar capacidades grandes y adicionalmente diferenciales de presión más grandes

por lo que pueden manejar deshielos también. Actualmente ambos Reciprocantes

y tornillos están disponibles para CO2 sub-crítico y también para el mercado de

aplicaciones trans-criticas y no es la idea de este trabajo el definir bien o mal pero

más en mostrar que se ha hecho y cuales consideraciones y criterios tomar para esta

decisión. Como las aplicaciones trans-criticas no se han usado en larga escala nos

enfocamos en que se está usando y cuál será la tendencia de utilizar en un futuro.

Los Sistemas de CO2 más comunes

El sistema más usado en Refrigeración industrial con CO2 es el sistema sub-crítico

con recirculación por bombas (ver Figura 3) como tiene ventaja aparente inclusive

comparado con el tradicional Sistema de dos etapas de NH3. Algunas de las ventajas

más atractivas son:

• CO2 no toxico y una carga muy limitada de NH3 en el cuarto de Maquinas.

• No Existencia de NH3 en áreas de trabajo o almacén de productos, no se dañan

en caso de fugas de refrigerante. Detectores de Fugas de todas maneras son

requeridos.

• Altos valores de COP, comparados con Sistema tradicional de NH3 –

Especialmente a bajas temperaturas en aplicaciones de Congeladores de Placas, y

Congeladores Rápidos, etc. Sistemas teniendo altas perdidas de presión prefieren

al CO2 arriba del sistema de Dos etapas de NH3 para aplicaciones debajo de –25°F

(–32°C) debido a la mejor Eficiencia de la Planta.

• Muy resistente a perdidas de presión en comparación con el NH3 que es más

sensible. Líneas de succión húmeda y seca incluyendo el aislamiento de

aproximadamente solo la mitad que las usadas en Sistemas de NH3. Línea de

Descarga casi mitad de la de sistema de NH3.

• Posible tener un Precio Competitivo solo a Nivel de Planta Completa.




• Sistema compacto con muy pequeño área de piso (compresores, separadores,

tuberías, etc. más pequeños). Muy atractivo en la Industria Marina donde el

espacio es más limitado y crece la demanda de bajas temperaturas para flujo de

producto y control de calidad.

• Muy uniforme temperatura en la superficie de contacto en Congeladores de Placas

y otros evaporadores debido a la baja caída de temperatura aun con relativamente

altas caídas de presión. (Ver Figura 6b).

• Siempre trabajan con presión positiva evitando acumulación de humedad, aire

y suciedad en el sistema. No necesita purga de aire. Es un aspecto importante a

largo plazo que la presión de succión del CO2 siempre está alejada de la presión

atmosférica mientras que lo contrario en NH3 donde succionan aire ambiente y

humedad por debajo de –28.4°F (–33.5°C). El aire y agua en tiempo contaminan

el aceite y afectan seriamente la eficiencia y calidad dentro de un sistema de NH3.

Estas plantas requieren costo adicional para purga de Aire y limpieza de Aceite y

tratamiento de agua del sistema.

• Es posible a un costo mínimo extra el operar a más baja temperatura (ejemplo

–60°F (–51°C)) para incrementar la velocidad de congelamiento en un IQF o

Congeladores de placas y proveer mayor capacidad en productos congelados

y mejor calidad en productos como pescado, camarones, mariscos, etc. Otra

alternativa de ahorro podría ser al necesitar un IQF más pequeño.

• Recuperador Automático de Aceite (el más usado) el cual minimiza costos de

operación y el impacto ambiental.

Las variables del Sistema típicamente son definidas por las necesidades del Cliente y

el Diseño esta normalmente dictado por la demanda del proceso de congelación y el

almacenaje de productos congelados.




El sistema Sub-critico de CO2 (Compresión de CO2)

Un sistema de CO2 Sub-critico es básicamente el mostrado en la Figura 3, donde

se tiene un sistema de Amoniaco en cascada (intercambiador de CO2-NH3) con

un sistema de CO2. El sistema de alta temperatura de Amoniaco utiliza compresor

Reciprocante o tornillo y a excepción del intercambiador cascada como evaporador es

un sistema típico de alta temperatura para NH3 (chillers). El lado de Baja temperatura

de CO2 comúnmente utiliza Compresor Reciprocante pero hay casos que utilizan

compresor de tornillo. El sistema de CO2 es parte del enfriador cascada como

condensador y el lado de alta presión en la descarga, casi igual a los tradicionales

sistemas de baja presión con R-22 pasados. La solución más común es bombear

CO2 del recibidor de baja presión (acumulador) a los evaporadores o congeladores,

aunque hay variaciones utilizando expansión seca de un recibidor de alta presión o

combinados son usados también.

Típicamente es necesario agregar una carga inter-etapa para cuartos fríos u otras

cargas ya sea con un Enfriador de Glicol en el lado de Amoniaco o bombeando

directamente CO2 de un recibidor de liquido de alta temperatura, a los evaporadores

y re-condensarlo, regresando el gas al enfriador cascada, ya sea directo o a través del

recibidor de liquido de alta temperatura.

Ejemplo de un Compresor de CO2 para un gran sistema sub-critico con 4

compresores de CO2 (Compresión de CO2) y 7 Compresores de tornillo de Amoniaco

con una Capacidad Frigorífica de 1,555 TR (5,440 kW) a ET7CT –58°F / 23°F

(–50°C –5°C)

El compresor de CO2 Sub-critico mostrado en la figura es parte de un sistema

instalado consistente de 7 Compresores de NH3 conectados en Cascada

(Intercambiador de CO2 – NH3) con el Lado de CO2, consistente en 4 Compresores.

Como es un sistema bastante grande (1,555 TR at –50°F (5,440 kW at –46°C))

con un potencial grande de pérdidas de presión en las líneas de retorno de succión




húmeda y seca, el uso de Compresor de Tornillo para CO2 es la opción obvia para

este tipo de instalaciones.

Ejemplo de un Gran Sistema Sub-crítico con carga Intermedia y Compresores

Reciprocantes de CO2 (Compresión de CO2). ET/CT –31/19°F (–35/–7°C) 630 TR

(2,200 kW), Carga Intermedia 800 TR (2,800kW)

El sistema sub-critico mostrado en el ejemplo de la figura 4 está basado en

compresores reciprocantes con una carga intermedia. El sistema está diseñado para

compresores de pistón de NH3 y conectados en cascada (intercambiador de Calor

CO2–NH3) con el lado de CO2. El tamaño más moderado de este sistema (630TR at

–31°F (2,200 kW at –35°C)) hace que los compresores de pistón sean una mejor

opción para este tipo de instalaciones. Para asegurar una temperatura más estable en

la etapa intermedia (800 TR (2,800 kW)) y una carga mínima, el Enfriador Cascada

está basado en un intercambiador de Placas. Igual que el sistema anterior este es

una planta construida en sitio y como se requiere un volumen grande para todos los

evaporadores, se requieren recipientes recibidores de líquido grandes para almacenar

el CO2, así como poder manejar la demanda de variaciones de carga en todo el año.

Sistemas con la misma funcionalidad pero unidades compactas y de menor capacidad

son utilizadas en Refrigeración comercial.

El Enfriador Cascada (Intercambiador de Calor CO2 – NH3)

La Figura 4b muestra el enfriador cascada del proyecto arriba mencionado en la

figura 4a. En este caso se selecciono un intercambiador de casco y tubos. La mayoría

se ofrecen en diseño inundado o como lo mencionado tipo de Placas (Falling Film)

en el lado de alta Temperatura (NH3) para proveer un diferencial de temperatura

mínimo y mejorar la eficiencia. El evaporador de Placas combinas las ventajas de

usar materiales de acero y trabajar con una carga razonablemente baja de NH3. En

realidad una carga grande de NH3 ofrece una capacidad latente grande de responder




a fluctuaciones de temperatura. Debido a un volumen de vapor pequeño del CO2

y la capacidad de refrigeración volumétrica, el sistema es relativamente sensible a

fluctuaciones de capacidad. Esto es vital en plantas con cargas externas y en sistemas

con Compresores Reciprocantes/Reciprocantes teniendo una presión diferencial

grande en tiempo de verano. Una fluctuación muy grande obligara a los compresores

reciprocantes de NH3 a operar cerca del límite de Temperatura de descarga. Como

los intercambiadores de Casco y Tubo pueden ser fabricados de Acero al Carbón

ofrecen un precio competitivo contra los intercambiadores de Casco y Placas o los

tradicionales Intercambiador de Placas fabricados con acero Inoxidable (AISI304 o

AISI316)

Ejemplo de Unidad Compacta con Compresor de CO2 para Congelador en Espiral.

Comidas Preparadas–80.000 lb / día (Compresión de CO2 )

La figura 5 muestra un Sistema Completo en Skid (plataforma) basado solo con

Compresores de Tornillo también. El sistema es muy compacto y es obvio que

se considera instalar este tipo de sistemas en un contenedor o lejos de las áreas

de trabajo. Desde este el CO2 puede bombearse a los Congeladores en Spiral o

Congeladores de Placas, etc. la cual es la intención de la unidad que se muestra

aquí. Esta unidad provee enfriamiento para congelar 80,000 Lbs./Día (36 Tons) de

Productos procesados o comidas preparadas en un Congelador Espiral. Este tipo de

sistemas pueden utilizar ventajosamente Compresores Reciprocantes sin embargo

existe en la industria la tradición de utilizar compresores de tonillo debido a razones

de mantenimiento y las pérdidas de presión en muchos congeladores hacen esta una

muy buena opción.

Ejemplo Con Compresores de Tornillo en Sistema Sub-crítico para Embarcaciones

560,000 lb / día (Compresión de CO2 – Solo Tornillos)

La Figura 6 ilustra el barco Pesquero Nordborg con una capacidad de congelamiento

de 560,000 lb por día (250 ton / día). Este ejemplo demuestra mas la importancia




de compactibilidad utilizando el CO2 como refrigerante. El Sistema consiste de 3

Compresores de Tornillo para CO2 (2 x 164 ft3/min and 1 x 335 ft3 /min) y Dos

Compresores de Tornillo para NH3, (cada compresor de 610 ft3/min (2 x 1,038 m³/h))

con una temperatura de operación de TE/TC: –58/95°F (–50/35°C). Tiene tantos

como 12 Congeladores de Placas de CO2 y evaporadores para el área de Almacenaje

de carga. Los compresores de CO2 proveen Gas Caliente para el sistema de deshielo

también. (Haciendo que temporalmente un compresor suba su temperatura de

condensación +5° Saturados). El sistema puede trabajar entre temperaturas de

evaporación de –58°F y –31°F (–50°C and –35°C).

La razón de utilizar compresores de tornillo en embarcaciones en vez de compresores

reciprocantes tiene que ver con el hecho de que los compresores deben de trabajar

el mayor tiempo posible y poco Mantenimiento ya que el barco está en constante

producción y no se permiten tiempos muertos. Los compresores de tornillo son en

este respecto superiores. Adicionalmente el sistema de CO2 debe de ser capaz de

generar gas caliente. En principio hay 3 formas de generar gas caliente:

• Generador de Gas Caliente

• Compresor dedicado a Deshielos

• Compresor que también entregue capacidad de enfriamiento

La última opción es buena puesto que es la forma más simple y más eficiente en

términos de energía. El compresor sin embargo debe de trabajar a una muy grande

presión diferencial desde –58°F a +41°F, aproximadamente 624 PSIa PSIa (–50°C

and + 5°C –> approx. 43 bars). Algunos Compresores de tornillo son capaces de

manejar esta presión aun un rango más grande e inclusive el uso de economizadores

es posible.

Los compresores reciprocantes simplemente no son capaces de trabajar a esta

relación de compresión y por lo tanto las capacidades de enfriamiento instaladas en

los grandes barcos congeladores puede ser tanto como 1,000 TR a –58°F (3,5 MW at

–50°C) el cual requerirá muchos compresores de pistones.




El uso de Compresores de Pistón en sistemas más pequeños y con un compresor

dedicado para gas caliente es una alternativa importante ya que los pistones tienen

mejor eficiencia que los tornillos especialmente en situaciones de Carga Parcial (ver

Figura 1).

Ejemplo del Sistema de Refrigeración más grande del Mundo en una Embarcación

para un Barco Reconstruido Holandés: 1.1 mio. lb / dia (Compresión de CO2–

Tornillos)

La Figura 6a ilustra el renovado Navío Congelador Holandés Pelagic (SCH302), Con

una capacidad de congelación de 1.1 mio. lb per dia (500 ton/día). Este ejemplo

muestra de nuevo la importancia de compactibilidad utilizando el CO2 como

refrigerante. El sistema consiste de una Planta de Refrigeración con Compresor

tipo Tornillo para CO2 y Tornillos para NH3 incluyendo deshielo por gas caliente

haciendo este la instalación más grande “abordo” en el mundo. Tiene tantos como 48

Congeladores de Placas de CO2. Se estima un ahorro de Energía del 30% comparado

con el sistema original (tradicional) de R-22 instalado anteriormente. Otra ventaja

a lo mejor más atractiva es que el tiempo de Congelación se reduce un 25 a 50%

comparado con el sistema tradicional de R-22 o de Amoniaco a –36°F (–38°C) y

este ahorro provee tiempo para inclusive añadir otro turno de producción al día.

Testo es posible utilizando CO2 a una mucho más baja temperatura de evaporación

–58°F (–50°C) con una penalidad insignificante comparada con todas las ventajas

obtenidas.

Desde que la medida de la tubería fue considerablemente mucho menor que el

sistema tradicional de R-22, la cantidad de refrigerante es menor también. El buque

SCH302 (figura 6a) tenía originalmente un sistema de bombeo de R-22 instalado en

1999. El contenido de refrigerante era aprox. de 130,000 Lbs.!!! (60,000 Kg) y ellos

pierden más o menos una carga al año.




En el nuevo sistema con NH3 y CO2, la carga de CO2 es aprox. de 33,000 Lbs. (15,000

Kgs.) y 6,600 Lbs. (3,000 Kgs.) de NH3. La penalidad por caída de presión en el

sistema de CO2 afecta mucho menos las temperaturas en los congeladores de places

que la que tenían con R-22. La succión húmeda con los incrementadores de altura

(risers) simplemente aniquila el sistema con R-22 e igual con NH3. El sistema con

CO2 congela más rápido principalmente por la baja temperatura en el congelador

de places pero también por los mejores valores de transferencia de calor. El CO2 se

evapora a –58°F (–50°C) y con base al buen diseño, la caída de presión es de solo

2°F a 3.6°F (1 a 2°K) comparado con el sistema de bombeo con R-22 que fácilmente

llegaba a 9°F (5°K) de penalidad.

De Nuevo, comparando a Nivel de Planta completa de CO2 se presentan sus ventajas

reales.

Estos Buques normalmente utilizan maquina de Hielo en escama y congeladores

de contacto como congeladores de placas trabajando con CO2 como refrigerante y

las características mencionadas arriba de permitir una caída de presión grande y

una temperatura de evaporación muy baja sin ninguna penalidad significante en el

COP es muy importante para todos los Congeladores de Contacto. Esto hace posible

tener una temperatura bien uniforme en toda la superficie de la placa y al mismo

tiempo una temperatura muy baja, ambos incrementan la calidad del pescado

congelado y minimiza substancialmente el tiempo de congelamiento. Es más claro

cuando se compara el efecto de caída de presión del NH3, donde el CO2 es vencedor

(ver Figura 6b). Se inicia con un valor cerca de 4–5 PSIa al principio del tiempo

de congelamiento en los congeladores de placas pero se nivela después a un valor

menor pero insignificante (de 1.5 a 2 PSIa).

El sistema es muy compacto comparado con su gran capacidad frigorífica y es obvio

considerar instalar este tipo de sistemas en todos los buques similares. Como el NH3

es considerado como muy peligroso en algunas aplicaciones marinas, especialmente

en áreas de trabajo es conveniente revisar el uso de compresores en sistema trans-




critico para evitar el NH3 totalmente. Haciendo esto no habría necesidad de enfriador

Cascada y por lo tanto la penalidad en el COP siendo un sistema abierto. Si los

lugares de pesca están ubicados en regiones frías, La temperatura del gas enfriador

(como temp. de condensación) puede ser mantenida baja la mayor parte del año

y combinar con Bomba de Calor para calendar agua para limpieza por ejemplo,

contribuyendo además para un menor costo de operación total. Al final de día todo el

ahorro de energía abordo minimiza el consumo de combustibles.

Ejemplo de un Paquete Congelamiento Compacto con Compresores Reciprocantes en

sistema sub-critico (compresión de CO2)

La figura 7 Ilustra Una Unidad Congeladora con Compresores Reciprocantes de CO2

en un sistema directo con capacidad frigorífica de 80 TR (282 kW) a una Temperatura

de evaporación de –49°F (–45°C). La unidad es completamente ensamblada en

la Fábrica con dos compresores de pistón para CO2, Acumulador/separador de

bombeo, enfriador cascada, dos compresores de Pistón par NH3, enfriador estático

y Condensador enfriado por agua. El sistema es muy compacto con su relativa

gran capacidad frigorífica y aun con dimensiones para caber en un contenedor

como Congelador móvil para diferentes aplicaciones. Este tipo de Compresores

reciprocantes + Reciprocantes para CO2 ofrece un COP y precio optimo y la carga de

NH3 se limita al cuarto de maquinas solamente. Estos se entregan normalmente para

Equipos congelador espiral, Congeladores IQF, Congeladores de Placas y cuartos fríos.

El Sistema Volátil (CO2 como Glicol–Brine)

El sistema Volátil opera con CO2 Sub-critico como glicol o salmuera y básicamente

se muestra en la figura 8. Teniendo un sistema de refrigeración de NH3 en Cascada

(con intercambiador de calor CO2 – NH3) con el lado de CO2. El sistema de Amoniaco

utiliza Compresores reciprocantes o Tornillo y excepto por el intercambiador de

cascada es un sistema tradicional de NH3 de alta temperatura (tipo Chillers) Algunas




veces se utilizan compresores economizados para minimizar costo inicial pero

también es más común encontrar sistemas de dos etapas de NH3.

El CO2 de baja temperatura es bombeado a los Evaporadores y Líquido+Gas regresa

al Recibidor de CO2. El gas se pasa al lado frio del Intercambiador de cascada

(thermosiphon) donde se condensa el líquido y regresa al recibidor.

El cliente vera a futuro el pagar una penalidad substancial en costo de energía aun

cuando utiliza dos etapas en el sistema de amoniaco para el sistema volátil. Como

se muestra en la Figura 2a El uso de Compresor de tornillo economizado puede en el

peor de los casos tener hasta un 70% de mayor consumo de energía que un sistema

directo de CO2/ NH3, y hasta un 50–55% mayor consumo comparado con el sistema

directo de dos Etapas de NH3 a –40°F (–40°C).

El efecto negativo por cada grado F. en el diferencial de temperatura de un Sistema

Volátil afecta igual de negativa por cada grado en perdida de presión de succión

en un Sistema de una etapa Economizado Directo de NH3. Encima de esto viene la

perdida de eficiencia por la pérdida de presión en el lado de CO2 también.

Esto es sin embargo cerca a la tecnología tradicional de sistemas de una Etapa

Economizado o dos Etapas de NH3 y a mas altas temperaturas puede ser competitivo

con los enfriadores de Glicol ya que el CO2 se evaporado a la mitad del diferencial de

temperatura que un Enfriador de Liquido.

A un lado de la tremenda penalidad económica en la operación, si obtiene el

beneficio de un costo inicial atractivo y también incluye la ventaja de mucho menos

carga de NH3 en la Planta y dejando el NH3 fuera de las áreas de trabajo. Estos

sistemas comúnmente pueden usar Compresores de tornillo en dos etapas o una

Etapa Economizado y siempre son comparados con Chillers (enfriadores de líquido)

aun con la mencionada evaporación de Brine o salmuera.




Si un proveedor no tiene el conocimiento sobre los sistemas directos de CO2, este

es el método preferido sin embargo este sistema tiene difícil competencia teniendo

un volumen de desplazamiento aprox. 10 veces más grande en los compresores de

NH3 de baja temperatura y también un adicional 15–20% más por la diferencial de

temperatura.

Evaluación de los Sistemas Sub-críticos

Los compresores reciprocantes fueron los primeros en entrar al Mercado de Sistemas

Sub-críticos de CO2 a gran escala y parece difícil competir en sistemas pequeños

contra fabricantes de Compresores de Tornillo. Por el otro lado e un problema que

los compresores reciprocantes solo son disponibles en capacidades relativamente

pequeñas por compresor y esto incremente los costos de instalación y servicio en

plantas grandes. Ya que la desventaja de grandes pérdidas de presión el plantas

grandes puede ser cambiada a tener “éxito” utilizando compresores de Tornillo de

CO2 con una ligera menor eficiencia se combinan muy bien. Con el tiempo llegaran

a ser los sistemas de refrigeración tradicionales utilizando compresores de tornillo

para capacidades grandes y compresores de pistón para capacidades pequeñas o para

picos de carga en cargas parciales.

El sistema Trans-crítico de CO2 (CO2 Como refrigerante primario)

Una de las varias aplicaciones del sistema Trans-crítico de CO2 se muestra en el

diagrama de la figura 9 y consiste en un sistema tradicional de refrigeración sin

embargo la lata presión de CO2 limita el uso de componentes tradicionales y por lo

tanto la mayoría de los sistemas trans-críticos (de refrigeración y bombas de calor)

necesitan estar diseñados a una presión de hasta 1,740 PSI (120Bar) o más. El CO2 es

muy conveniente para Bombas de calor también, especialmente cuando se requiera

una diferencial alta de temperatura de medio a calentar. Ya que muchos procesos




necesitan enfriamiento así como calefacción esta solución es muy atractiva para estas

aplicaciones (en alimentos y bebidas, etc.)

Como antes es muy fácil criticar estos sistemas de CO2 trans-críticos, reclamando

que no son tan eficientes como sistemas de HFC, en el día más caluroso del año. Sin

embargo de nuevo si consideramos toda la Planta y el consumo de energía de todo el

Año, la eficiencia de sistemas de CO2-DX para aire acondicionado se obtiene arriba

del 15% de mejor Eficiencia que el mejor de los sistemas de HFC. Además el costo

de instalación se estima un 20% menor que los sistemas tradicionales. El sistema de

evaporador de CO2-Dx puede ser de tubos de cobre y así se ve similar a un diseño

viejo de un sistema de R22-Dx.

Ejemplo de unidades de Aire acondicionado Trans-critico DX con CO2 y Compresores

Reciprocantes (Compresión de CO2)

La Figura 10 muestra una unidad basada con Compresores Reciprocantes para un

sistema de Expansión Directa de CO2 con enfriador de Gas enfriado por Aire. Está

instalada en la Arena de Football en Copenhague, Dinamarca, donde el edificio de

oficinas es acondicionado con 3 Unidades proveyendo una capacidad frigorífica total

de 257TR (900 kW) a una temperatura de evaporación de +45 ⁰F (+7 °C). La unidad

es ensamblada en fábrica pero todos los Evaporadores de Expansión Directa (Dx) y la

tubería son instalados en Sitio. Es un problema a corto plazo la poca disponibilidad

de componentes para alta presión y especialmente en el lado de compresores, sería

mejor tener compresores de mayor desplazamiento disponibles.

Debido al incremento en el enfoque de utilizar energía de desecho es obvio ver al

sistema de refrigeración como un área de oportunidad por sí sola, ya que todos los

sistemas de refrigeración están desechando la misma energía calorífica que producen

de efecto refrigerante más la energía de los motores de los compresores. En una

cantidad enrome de energía que pudieras ser fácilmente transferida en bombas




de calor, entregando agua a alta temperatura 170–195°F (80–90°C) para bañarse,

limpieza y aplicaciones de Calefacción distrital.

Un sistema recientemente instalado en Copenhague utiliza Almacenamiento Térmico

para ambas Agua Caliente y Fría en dos Pozos. Esta se logra con un enfriador /

Bomba de Calor de NH3, pero por las temperaturas que se necesitan pudiera ser un

buen reto para CO2 también. Si un sistema Local o Calefacción Distrital es disponible

es obvio el almacenar el calor generado de las plantas de enfriamiento, térmicamente

en el subsuelo, para después utilizarlo como fuente de calor para la operación de

bomba de calor en la temperada de frio. El agua fría del subsuelo asegura agua

fría gratis para la temporada de verano o enfriamiento con una temperatura muy

baja de condensación o una temperatura baja de gas enfriador, proveyendo un COP

mayor en el ciclo de enfriamiento. El calor generado por el proceso de enfriamiento

es almacenado en un Área de Almacenamiento Térmico. En el Ciclo de Bomba

de Calor, habrá suficiente agua a alta temperatura para generar calor. Cuando el

calor es generado en la temporada de frio, el agua fría producida es regresada al

almacenamiento de agua fría del subsuelo. Es importante que el balance de calor sea

conservado todo el año y para balancear esto existen instalados enfriadores secos

para enfriar todavía más en temporada de invierno si se necesitan. Esto demuestra

que el no solo pensar en las formas tradicionales, se abren nuevas posibilidades para

introducir soluciones mejores y más sustentables utilizando refrigerantes naturales

como CO2 y NH3.

Ejemplo de un Chiller (enfriador de liquido) y / o Paquete de Calor con

Compresores Reciprocantes en un sistema trans-critico de CO2 (Compresión de CO2)

La figura 11 ilustra una Unidad Bomba de Calor basada en compresores de pistón

de CO2, entregando una capacidad calorífica de 286TR (1,000kW), entregando agua

caliente desde 104°F a 176°F (40°C a 80°C) y enfriamiento al mismo tiempo para

agua desde 54°F a 43°F (12°C a 6°C) La presión de diseño de este sistema es de

1,300 PSI (90 bar).




Estas unidades son muy aplicadas en sistemas de bombas de Calor con un diferencial

muy alto en agua caliente y en áreas de Calefacción Distrital. Para no usar energía

excesiva es muy obvio el alimentar bombas de calor de CO2 para generar agua

caliente para calefacción distrital, aplicaciones de limpieza, etc.

Ejemplo de un paquete enfriado por aire con compresores reciprocantes de CO2

Trans-crítico (Compresión de CO2)

La Figura 12 ilustra Una Unidad basada en compresores reciprocantes de CO2 en

sistema trans-crítico en versión enfriada por aire. Estos tipo de Sistemas grandes

indirectos (chillers) tienen una muy difícil competencia con los tradicionales

sistemas enfriados por aire de HFC, ya que la diferencia en precio es simplemente

muy grande y el COP obtenido es muy pobre en alta temperatura ambiente y alta

temperatura de entrada de gas de enfriamiento, comparado con los sistemas Chillers

existentes de HFC. Si fueran en cambio sistemas en forma de Expansión Directa DX,

pudiera proveer una solución más factible con un ahorro en las tuberías de succión

y aislamiento (tubos de Cobre) y sin el costo de tratamiento de agua durante la vida

útil de la unidad.

Los sistemas de CO2 son desafortunadamente comparados con soluciones existentes

y por lo tanto pierden ya que es comparado con ventajas encontradas con HFC (costo

Inicial) y no basadas en las ventajas encontradas en sistemas de CO2.

Ejemplo de Compresores de Tornillo en sistema de CO2 Trans-crítico (Compresión

de CO2)

La figures 13 y 14 ilustran el banco de prueba de un compresor de tornillo

inundado de aceite el cual está probado en una operación de CO2 Trans-

crítica y su correspondiente diagrama de flujo. El compresor opera sin válvula

deslizante y Velocidad Variable VSD con una velocidad máxima de 6,000 rpm y su

correspondiente volumen de desplazamiento es 91 ft3/min (155 m3/h). La relación




de Volumen Vi era de 1.5 y el Vi optimo es 2. Los primeros resultados del test son

muy prometedores pero todavía falta para llegar a obtener la misma relación de

eficiencia entre tornillos y reciprocantes con otros refrigerantes.

Sigo considerando que en el mercado de grandes plantas de Refrigeración con CO2 y

grandes Bombas de Calor en el futuro serán hechas con compresores de tornillo y las

plantas pequeñas o sistemas pequeños con compresores reciprocantes, como sucede

en el pasado con otros refrigerantes.

Un compresor de tornillo en sistema Trans-critico es una alternativa muy competitiva

para el lado de NH3 de Un sistema sub-critico de CO2/NH3, ya que no hay necesidad

de un enfriador de cascada y la diferencial de temperatura, mejorando así la

eficiencia y la simplicidad del sistema.

Evaluación de Sistemas Trans-críticos

Los compresores reciprocantes fueron los primeros en entrar al Mercado de Sistemas

Trans-críticos de CO2 a gran escala y hay todavía mucho desarrollo que hacer por

parte de los fabricantes para ofrecer un compresor de tornillo eficiente en sistemas

trans-críticos de CO2. en sistemas pequeños contra fabricantes de Compresores de

Tornillo.

Por el otro lado es un problema que los compresores reciprocantes solo son

disponibles en capacidades relativamente pequeñas por compresor haciendo que las

unidades acaben teniendo 10 compresores o más. Esto puede pensarse un poco tonto

e incrementa los costos de instalación y servicio en las plantas grandes. Con tiempo

lo más seguro es que terminen como los sistemas de refrigeración tradicionales

en donde los compresores de tornillo se encargan de la capacidades grandes y los

compresores reciprocantes de los sistemas con capacidades pequeñas o para picos de

carga en carga parcial.




Como se menciono antes no hay una respuesta correcta pero si muchas posibilidades.

Conclusión

Observando el efecto dramático de incluir las pérdidas de presión a nivel de planta

completa (ver figura 2) demuestra frecuentemente como se pasa por alto la ventaja

tan significativa de los sistemas de CO2 comparado con un sistema de dos etapas

de NH3, me es claro que hay un sin número de posibilidades todavía sin descubrir

y también mucho mas conocimiento por adquirir por las menos desarrolladas áreas

trans-criticas. Ya sean Compresores reciprocantes o de Tornillo sean preferidos,

del punto de vista Eficiencia son muy similares en los sistemas sub-críticos, pero

en capacidades pequeñas mas favorecen los Pistones. Los Sistemas Trans-críticos

son por mucho dominados por los compresores reciprocantes pero con el tiempo

estoy seguro que los compresores Tornillo ganaran más terreno y especialmente en

sistemas de bomba de calor grandes.

Es a propósito que no se haya mencionado ninguna comparación de precios. And

I advierto a los Clientes no basar las decisiones y juzgar los sistemas de CO2 solo

por comparaciones de producto y cálculos de costo inicial, ya que este tipo de

comparaciones no consideran asuntos relacionados con ahorros del punto de vista de

Inversión total de la Planta así como los verdaderos costos de operación, etc.

Algunos de estos asuntos son el efecto de mejor transferencia de calor, importancia

de pérdida de presión en las líneas como se mostraron, dimensiones del cuarto de

maquinas, costos de Servicio y Mantenimiento, costos de instalación de tuberías,

aislamientos etc. y tal vez hasta en primas de seguros, etc.

El costo Inicial es un punto importante pero el hecho de que un sistema Volátil que

es uno de los mas escogidos con base a costo inicial, estén utilizando un 70% de mas

consumo de energía que soluciones con sistemas directos de CO2/NH3 los hace una

alternativa muy cara aun en términos de Corto Plazo.




Adquieran los datos de Operación de la Planta complete (costo anual) incluyendo

perdidas de presión, inversión de Planta, y el costo de servicio, manteniendo, etc.,

y basen sus decisiones en proyectos reales. Sigo creyendo que los sistemas de CO2

ofrecen bastantes ventajas comparados aun con sistemas de dos Etapas de NH3 con

referencia a seguridad, costos de operación e inversión de la Planta, y con el tiempo

será la más preferida solución donde los sistemas de refrigeración están localizados

en las áreas de trabajo. Sin embargo recomiendo que sean los Clientes los que

decidan de nuestros consejos respecto a los hechos actuales en cada proyecto. Nunca

hay una respuesta clara.

Referente al sistema Trans-crítico y otros sistemas de CO2 es muy positive ver que

cada vez más se generan más ideas y por lo tanto se incremente el conocimiento

y el uso también. Tengan cuidado al comparar rápidamente contra productos y

métodos de HFC ya existentes ya que puede ser posible hacer sistemas de CO2 en

forma diferente (sistemas de Expansión Directa DX + Generación de Calor, Etc.)

utilizando las ventajas encontradas con CO2 en varios casos reales la experiencia es

en los sistemas de CO2 normalmente tienen un desempeño mejor sobre soluciones

existentes de HFC y NH3.

No se olviden del efecto ambiental que estamos enfrentando cada día–muy pronto

habrá una prohibición de uso de HFC como en Dinamarca, la cual dirige todos los

ojos a regresar a uno de los más preferidos refrigerantes que quedan:

CO2




Lista de Referencias

CO2 and NH3 notes and calculations 2009–Jim Nesbitt

GEA Refrigeration, GEA FES, Inc. S 3475 Board Rd., York, PA 17406, USA.

Project info and support 2009 from GEA Grasso, Berlin, Germany:

Frank Mueller, Ole Fredrich, Dmytro Zaytsev, Wolfgang Sandkötter and Dieter

Mosemann

Project info and support 2009 from GEA Grasso BV, s-Hertogenbosch, Holland:

Hans Vermeer and George Bon

Project info and support 2009 from GEA International, Berlin, Germany

Ingolf Scheer and Armin Metzger

Project info and support 2009 from GEA Grenco Marine BV, s-Hertogenbosch, Holland:

Patrick Ackens, Jan Gerritsen and Simon Kortleven

Project info and support 2009 from GEA Grenco Köleteknik, Denmark:

Lars Östergärd and Henrik Winther

Varmepumper og Köleanläg med CO2 – Fra teori til produktion 2007

and Project info 2009 – Kim G. Christensen

Advansor, Denmark

Project info and support 2009

Peter Nygaard Christensen

DSI – Dybvad Stälindustri, Denmark

CO2 – Systemer Design manual 2007 – Thomas Lund

Teknologisk Institut, Denmark




Grasso computation program: Grasso Unit Design 2009 and COMSEL 2009

Danfoss computation program: DIR-CALC ver. 1.17




Figura 1: BHP/Low Side TR – Optimum Intermediate Without Pressure Loss

Figura 2: BHP/Low Side TR – Optimum Intermediate Comparison with 7ºF – Pressure Loss




Figura 2a: BHP/Low Side TR – Optimum Intermediate Comparison with 0ºF and 7ºF – Pressure Loss




Figura 3: El sistema Sub-critico de CO2 (Compresión de CO2)




Figura 4:




Figura 4a:

Figura 4b:




Figura 5:

Figura 6:




Figura 6a:

Figura 6b: Pressure Loss NH3 versus CO2 _F (PSIa)




Figura 7:




Figura 8:




Figura 9: Sistema Trans-Critico – CO2




Figura 10:

Figura 11:




Figura 12:

Figura 13: Compresor y Banco de Prueba




Figura 14:




Notes:


32nd Annual Meeting International Institute of Ammonia...

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Transcript of 32nd Annual Meeting International Institute of Ammonia...