ELEMENTOS DE CONTROL DE POTENCIA EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN
Relé electromagnético Opera por medio de la corriente que pasa por la bobina principal. Durante el arranque del compresor existe el pico de corriente y en ese momento los c o nt a c t o s
d el
r elé
se
accionando la bobina auxiliar.
ci e r r an ,
•
Cuando el compresor está en funcionamiento, la corriente disminuye, abriendo los contactos del relé cuando esa corriente se reduce, evitando que la bobina auxiliar se quede encendida.
Relé PTC Se trata de un dispositivo termo resistivo, lo que significa que su resistencia al paso de corriente se altera conforme su tempera tura. En esos modelos, cuando el compresor está desconectado el PTC está a una temperatura más baja, próxima a la del ambiente.
Cuando el compresor se enciende, la pastilla termo resistiva permitirá el paso de corriente para la bobina auxiliar y el compresor arrancará. Luego la pastilla se calentará e impedirá el paso de corriente para el devanado auxiliar.
protectores tér micos •
tien en
la
f u n c i ón
de
proteger el
compresor, evitando que trabaje en condiciones adversas y difere ntes de a q ue l l a s
p ar a
l as
cuales
fu e
proyectado. Su principal objetivo es evitar que el motor del compresor alcance una temperatura que lo dañe o queme.
El protector térmico actúa cuando la corriente del compresor y/o la temperatura de la bobina (motor) o de la carcaza del compresor están llegando a un nivel crítico. Ese es, así, un componente esencial para la seguridad del compresor.
Contactor eléctrico Un contactor es un dispositivo con c a pa c i da d d e i nt e r r u m p i r c o r r i e n t e eléctrica en un equipo con la posibilidad de ser accionado a distancia. Los contactores pueden ser grades o pequeños por lo que tienen muchas configuraciones de contactos.
El contactor empleado en sistema de refrigeración interrumpe el suministro de energía a una etapa del compresor, lo cual es suficiente para parar un compresor monofásico.
Sensores de temperatura La temperatura interpreta un papel fundamental en muchos procesos industriales, por lo q ue
es
di s po n e r
i m p r e s c i nd i bl e de
m e di o s
medirla con precisión.
p ar a
La medida imprecisa de la temperatura puede tener gravísimas consecuencias; por ejemplo, un sobrecalentamiento de unos pocos grados puede acortar la vida útil de un equipo.
los sensores de temperatura son dispositivos que transforman los cambios de temperatura en cambios en señales eléctricas que son procesados por equipo eléctrico o electrónico.
Los termistores o sensores de temperatura juegan un papel muy importante dentro del sistema de control electrónico. El termistor más común es del tipo NTC (Coeficiente Negativo de Temperatura). Esto es porque disminuye el valor de su resistencia en sus terminales conforme incrementa la temperatura en que está expuesto.
A través de ellos se monitorea parámetros como temperatura de la habitación (sensor de aire), temperatura del serpentín, evaporador (sensor de pozo) y temperatura en el condensador, proporcionando información valiosa al Microcontrolador para mantener la temperatura de en la habitación, asípor como prevenir daños el compresor algún mal funcionamiento en el sistema.
Display r eceptor infrar rojo Mediante control remoto existe una luz infrarroja a través de un LED, conteniendo la información acerca de las instrucciones que debe ejecutar el equipo de refrigeración y aire acondicionado.
Normalmente estos dispositivos s son instalados en el evaporador al recibir radiaciones infrarrojas por control remoto para convertirse en señal de pulsos.
controlador RSC Un controlador RSC son los únicos que
se
u san
pa r a
exhibidores
de
enfriamiento, exhibidores congeladores y exhibidores refrigerados abiertos.
c o nt r o l de d e s c o n g e l a m i e nt o
t e m pe r a t u r a i n t e gr a d o
y pa r a
aprovechar al máximo la calidad de los productos y reducir su encogimiento.
permite
a h or r a r
energía
iluminando
lo s
exhibidores solo durante horas específicas. amplía la vida útil del equipo evitando el ciclado
cor to y el ciclado excesivo del compresor. finaliza el descongelamiento en base a la
temperatura con un reloj optativo de tiempo real que permite cronogramas
emite
advertencias tempranas de mantenimiento y diagnósticos avanzados para la planificación del mantenimiento adaptada. facilita la administración de alarmas dado que las alarmas y los datos de sistema pueden verse en la pantalla del controlador, el módulo de pantalla remota, o bien, remotamente. muestra información relevante en las etiquetas para solucionar los problemas fácilmente.
Controladores de temperatura C o n t r ol e s de t e m p e r a t ur a electrónicos e independientes para frigoríficos y congeladores domésticos y comerciales, que permiten gestionar las funciones q ue r e q u i e r e n un c on s u m o energético. Dependiendo del tipo de controles, también existen funciones que permiten regular el desescarche y el funcionamiento del ventilador.
Termostatos digitales
El termostato ETC1H es una plataforma flexible gracias al microcontrolador que integra, que dispone de una funcionalidad de software mejorada incluyendo hasta 3 relés.
Idón eo para a pli caciones c omerciale s y doméstica s como frig oríficos, e nfriadore s de bot ellas, a cu mu lador es d e hi elo, con gela dor es, cong eladores sin escarcha co n un eleme nt o cale facto r, enf ri ado res para apl ic aci on es médic as.
Controladores electrónicos de temperatura
Los controles electrónicos ERC y EKC están diseñados para gestionar las funciones con consumo energético en frigoríficos comerciales. Dependiendo del tipo de controles, también existen funciones que permiten regular el desescarche y el funcionamiento del ventilador.
Controladores para enfriadores de agua con válvulas electrónicas
Controles para enfriadoras de agua con control del recalentamiento y función termostática, para el control de
v ál v u l as
AK V
o
v á l v ul a s
motorizadas de etapas, pudiéndose utilizar de manera opcional con enfriadores de aire, como los de las cámaras de congelación.
Controles de regulación de temperatura Los controles EKC permiten la re gulación
de
tempera tura
c o n c o n t r ol d e p r e s i ó n d e evaporación.
Ut i l i z ad o s
cu an d o existen requerimientos estrictos para un
c o nt r o l
temperatura.
p r e ci s o
de
El
uso de PLC se encuentran
programados todos los algoritmos de control al igual que el contenido de instrumentos que contienen en el sistema. En este controlador se establece una comunicación con el resto de la planta
o sistema para el intercambio de temperaturas y estados de operación
VENTAJAS Mayor precisión de operación Manejo optimo de los recursos del sistema Registro automático de las variables criticas Presentación grafica del sistema Operación desde un solo punto Operación eficiente y segura en el sistema de refrigeración Detección y corrección de fallas en el sistema de
refrigeración
ASPECTOS DE CONTROL SEGÚN EL COMPORTAMIENTO DE CICLO DE REFRIGERACIÓN
El compresor es la
“cabeza”
del sistema de
refrigeración. Tiene dos funciones básicas: Mantener la presión en el evaporador de
modo que el refrigerante líquido pueda evaporarse en la temperatura requerida. Comprimir el refrigerante para poder condensarlo en una temperatura normal
Controles para condensador En lugares donde hay grandes variaciones de temperatura de aire ambiente y/o condiciones de carga, es necesario controlar la presión de condensación para evitar su excesiva disminución. Una presión de condensación demasiado baja da como resultado una insuficiente diferencial de presión a través del dispositivo de expansión y el evaporador es abastecido con insuficiente refrigerante (zonas tropicales y húmedas).
CONTROLES DE EVAPORADOR la función principal del sistema de control del evaporador es alcanzar la temperatura media deseada. Además, el sistema de control también debe mantener el evaporador en buen rendimiento y siempre el funcionamiento libre de problemas. La parte de control de suministro de líquido, describe dos tipos diferentes de suministro líquido de expansión directa (DX) y la circulación de liquido por bombas.
Descongelamiento que es necesaria para enfriadores con aire operando a temperatura inferiores a 0°C. Conversión de multi-temperatura para evaporadores que necesiten funcionar a diferentes niveles de temperatura. Control de temperatura media cuando la temperatura media es requerida para ser mantenida a un nivel constante con gr an exactitud.
CONTROL DE ENFRIAMIENTO DE ACEITE Todos los sistemas de refrigeración industrial son diseñados con diferentes sistemas de seguridad para protegerlos de condiciones poco seguras, como presión excesiva. Cualquier presión interna previsible y excesiva, debe ser prevenida o aliviada con riesgo mínimo para las instalaciones, las personas y el medio ambiente.
OTROS SISTEMAS DE CONTROL CONTROL ON/OFF significa que el dispositivo de regulación (válvula, termostato) puede tener solamente dos posiciones. Como totalmente abierto/cerrado o contacto cerrado (ON)/abierto (OFF). sólo reaccionará dentro de algunos valores definidos, como por ejemplo Max y Min. Fuera de estos valores límites, un controlador ON/OFF no puede realizar ninguna acción.
Control por medio de software
LOXONE SMART HOME integra al control diferentes sistemas de clima, de diferentes tipos y fabricantes. Control de la calefacción y del sistema de refrigeración Se emplea un circuito secundario si las características de la casa así lo precisan, se puede habilitar un circuito secundario en ocasiones que el sistema general no llegue a la temperatura objetivo. Combinar por ejemplo suelo radiante y splits, fancoils o sistemas de ventilación
En la Smart Home puede determinar cuánto tiempo están en funcionamiento las bombas de ventilación, calentadores, filtros y otros dispositivos. Una vez llegue el periodo de funcionamiento "límite" y deba reemplazar el equipo, recibirá un email o una llamada telefónica notificándolo.
COOLSELECTOR® 2 Este software ofrece recomendaciones que permiten al usuario seleccionar el componente idóneo en función de varios parámetros de decisión, como la capacidad de refrigeración, el refrigerante, las temperaturas de evaporación y condensación, y otras variables críticas de los sistemas de refrigeración comunes. •
Selección sencilla.
•
Representación gráfica de la caída de presión.
•
Exclusiva herramienta de cálculo y asistencia para contratistas y diseñadores de sistemas.
•
Almacenamiento de selecciones para su reutilización en futuros proyectos similares.
•
Funciones de exportar y compartir
•
Actualización automática.
LABVIEW Este sistema permite el estudio de los sistemas frigoríficos y de probar en la practica los cálculos termodinámicos aplicados a la refrigeración. El usuario tiene la posibilidad de eligir, por medio de un conmutador, de usar el regulador del panel de control (modo local) o el estudio y la regulación con el Compact Fieldpoint, llamado modo remoto con lo cual se puede ver todas las mediciones, características, curvas y resultados de cálculos de entalpía, entropía, diagrama de Mollier y los rendimientos conectándose al controlador por medio de un navegador web.
Arduino Arduino se enfoca en acercar y facilitar el uso de la electrónica y programación de sistemas embebidos en proyectos multidisciplinarios. Su uso radica en la elaboración de circuitos controladores mediante un tablero (tablero de mando de un refrigerador).
IGNITION Es un software de control de un sistema de cuartos que requieren refrigeración. Inductive
Automation
es
una
c o m p a ñ ía
Nort eamericana que nació en el 2003 y se especializa en la producción de software para incrementar la eficiencia en el entorno de la automatización industrial. Ignition es el software que Inductive ha creado para facilitar el acceso y distribución de toda la información de Planta.
SISTEMAS DE CONTROL SEGÚN EL USO
SISTEMA DE CONTROL INDUSTRIAL se aplica a los sistemas que eliminan el exceso de calor de cualquier medio a través de un intercambio térmico con agua o aire, a fin de reducir la temperatura de dicho medio a niveles próximos al ambiente.
Las necesidades de refrigeración deben quedar siempre satisfechas para asegu rar la fiabilidad del proceso, incluidas las fases de arranque y parada. El proceso debe tener garantizada su temperatura mínima y capacidad de refrigeración necesaria en todo momento, con el fin de aumentar su eficiencia y reducir la pérdida de producto y las emisiones al medio ambiente. Cuanto más sensible a la temperatura sea el proceso, más importante será este aspecto.
Los sistemas de refrigeración se basan en principios termodinámicos y están diseñados para promover el intercambio de calor entre el proceso y el refrigerante y para facilitar la liberación del calor irrecuperable al medio ambiente.
Descongelamiento que es necesaria para enfriadores con aire operando a temperatura inferiores a 0°C. Conversión de multi-temperatura para evaporadores que necesiten funcionar a diferentes niveles de temperatura. Control de tem peratura media
cuando la temperatura
media es requerida para ser mantenida a un nivel constante con gran exactitud.
Sistemas de refrigeración utilizados en la industria El intercambio calorífico entre el medio de proceso y el r efrigerante se intensifica a través de intercambiadores, donde el refrigerante descarga su calor al ambiente. En los sistemas abiertos e l r e f r i g e r a n t e e s t á e n c o n t ac t o c o n e l ambiente, cosa que no ocurre en los sistemas cerrados, donde el refrigerante o el medio de proceso circulan por tubos o serpentines.
Los sistemas sin r ecirculación suelen
utilizarse
en
instalaciones
de
gr a n
capacidad que disponen de un suministro suficiente de agua para la refrigeración y que están situadas junto a una masa de aguas superficiales que sirve como medio receptor de los vertidos. Cuando no se dispone de un suministro de agua fiable, se utilizan sistemas con recirculación (torres de refrigeración).
En las torres de recirculación abiertas el agua refrigerante se enfría por contacto con una corriente de aire . Estas torr es están equipadas con dispositivos que aumentan la superficie de contacto de aire y agua. La corriente de aire puede crearse por tiro natural o por tiro mecánico, utilizando ventiladores. Las instalaciones de pequeña o gran capacidad utilizan mucho las torre s de tiro mecánico, mientras que las instalaciones de gran capacidad (como las industrias eléctricas) utilizan principalmente las torre s de tiro natural.
En los sistemas de circuito cerrado , los tubos o serpentines por los que circula el refrigerante o el medio de proceso tienen su propio sistema de refrigeración con el que enfrían la sustancia que contienen. En los sistemas de proceso húmedo, la corriente de aire enfría por evaporación los tubos o serpentines rociados con agua. Los sistemas de proceso seco sólo utilizan la corriente de aire. En ambos casos, los serpentines pueden ir provistos de aletas, que amplían la superficie de refrigeración y, por lo tanto, el efecto refrigerante.
Los sistemas húmedos de circuito cerrado se utilizan mucho en la industria para las instalaciones de menor capacidad. El principio de refrigeración con aire seco puede encontrarse en pequeñas instalaciones industriales o también en grandes centrales eléctricas, cuando no se dispone de agua suficiente o ésta es muy cara.
Los sistemas de refrigeración híbridos, abiertos o cerrados son torres mecánicas de diseño especial que pueden utilizar la vía seca o la húmeda para r educir la formación de penachos visibles. Con la opción de que los sistemas funcionen por la vía seca (en particular, las pequeñas unidades de tipo celular) durante períodos de baja temperatura del aire ambiente, puede reducirse además el consumo anual de agua.
SISTEMA DE CONTROL COMERCIAL Los minoristas, distribuidores y productores de alimentos y bebidas están invirtiendo en modernos sistemas de refrigeración para maximizar la eficiencia energética, mantener la calidad del producto y mejorar la seguridad.
Se
s iste m a
de
c o n tro l
de
la
refrigeración inteligente basado en un c o n tro la d o r
qu e
optimice
la
programación del compre sor y del ventilador proporcionará un control de la temperatu ra y un funcionamiento mejorado, consiguiendo importante s ahorros energéticos.
Los motores que accionan compres ores, bombas y ventiladores suelen consumir más del 98% de la energía eléctrica de cualquier sistema de refrigeración. Cuando se
i n t e g r an
refrigeración
en
i n s t a l ac i o n e s comerciales,
de lo s
accionamientos de sistemas controladores programables Control Techniques Company permiten ahorrar hasta un 30% de energía y mejoran el funcionamiento del sistema.
VENTAJAS En los sistemas de arranque-parada, la regulación conti nua perm ite aumentar la temperatura de evaporación, lo que supone un ahorro de energía y potencia. Los duración de los artí culos refrigerados aumenta debido a que la calidad de la r efrigeración es mejor. Las óptimas prestaciones de arranque aumentan la vida en servicio de los sistemas mecánicos. La reducción de las corrientes de arranque contribuye a rebajar los costes de la instalación. La existencia de menos diferencias de presión reduce la carga mecánica de las válvulas y los tubos.
La comunicación con el inversor permite adquirir datos de procesos y realizar diagnósticos mediante el PC o de forma remota a través de Ethernet. El control inteligente del inversor ofrece un control combinado de varios compresores con conmutación dependiente de la operación para garantizar una duración y un rendimiento óptimos. Son capaces de alcanzar la temperatura de referencia con más
rapidez gracias al control avanzado, lo que aumenta la productividad y ahorra energía.
CT-SIMAPRE/GSM
Sistema de Mantenimiento Preventivo. Comunicación inalámbrica vía SMS. Sistema que permite la monitorización del proceso desde cualquier lugar, las 24 h del día. Comma nder SK - Acci onamie nto de CA univ ersal (0 ,25 kW 132 kW) Accionamiento de CA compacto y fácil de usar para una gran variedad de aplicaciones Affinit y - Accio namie nto para clim atiz ación y re frigeración (0,75 kW - 132 kW) Affinity es un accionamiento de CA especialmente diseñado para aplicaciones de ventilación y bombeo en climatización y sistemas de refrigeración.
SISTEMAS DE MONITOREO
•
Se describe el desarrollo de un sistema de comunicación para el m o n ito r e o
y
control
remoto
de
equipos de refrigeración los cuales son utilizados para almacenar y conservar
d if e r e n te s
productos a determinada.
una
tip o s
de
te m p e r a tu r a
El
desarrollo
de
un
siste m a
de
comunicación para el monitoreo y c o n tro l
r e m o to
refrigeración
tie n e
de
e q u ip o s como
de
f i n al i d ad
reducir los costos de mantenimiento debido a que el monitoreo de las temperaturas en el ciclo térmico permite prevenir fallas en los equipos y aumentar la eficiencia energética así como la disponibilidad de los mismos.
Para esto, se seleccionaron las variables que tienen mayor influencia en el funcionamiento y desempeño energético de un circuito de refrigeración, se diseñó el sistema de control y comunicaciones que permite la transmisión de datos a través de una red IP, una sencilla in t e r f a z
gráfica
q ue
permite
adquirir,
almacenar, actualizar y tener acceso a los datos obtenidos. Finalmente se presentan resultados de las pruebas de monitoreo en tiempo real.
PlantWatchPRO
Es la nueva solución de CAREL para la supervisión de instalaciones medianaspequeñas. Configuración completa de red y alarmas, navegación sencilla. Cuenta con un display LCD, en color, con pantalla táctil, y el uso de menús prácticos, guían al usuario de forma simple e intuitiva y sin necesidad de una PC
μAC
El μAC es un controlador electrónico para el manejo completo para unidades de aire acondicionado de precisión. Con la flexibilidad de controlar unidades de expansión directa (con 1 ó 2 compresores) y calefactores eléctricos (de 1 ó 2 etapas).
CATÁLOGO DE PRODUCTOS CAREL
CATALOGO DE CONTROLES DE REFRIGERACIÓN
conclusiones
http://www.clubedarefrigeracao.com.br/es/downloads/componentes-electricos http://www.mayekawa.com.mx/servicios/ingenieria/automatizacion/ http://files.danfoss.com/TechnicalInfo/Dila/01/PA000C205.pdf http://products.danfoss.es/productrange/refrigeration/electronic-controls/electronicrefrigeration-temperature-controls/ http://www.loxone.com/eses/servicio/know-how/estandar-de-loxone.html •
Tecnología de la r efrigeración y aire acondicionado, Volumen 1 Escrito por
William C. Whitman,William M. Johnson •
•
http://www.emersonclimate .com/esLA/Products/Controls/Facility_Controls/E2/Pages/rx.aspx http://www.emersonindustrial.com/eses/controltechniques/industries/refrigeration/Pages/refrigeration.aspx
GLOSARIO Coeficiente positivo de temperatura (PTC) Aumento del valor óhmico de una
resistencia eléctrica cuando se produce un aumento de temperatura. Sistemas embebidos: es un sistema de computación diseñado para realizar
una o algunas pocas funciones dedicadas
