05 tecnologías de modulacion copeland, julio gcia
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Emerson Climate Technologies: Soluciones de Modulación Digital de la Capacidad
Propuesta de Agenda
Solución Copeland Discus Digital
Concepto, Modulación, Beneficios
Aplicación en Tiendas Medianas y Grandes
Solución Copeland Scroll Digital
Concepto, Modulación, Beneficios
Aplicación en Tiendas Pequeñas
La Carga Frigorífica Varia a Través del Tiempo, Debido a Diversos Factores
El Desafío es Hacer que la Capacidad del Sistema se Ajuste a la Demanda Frigorífica
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Azul: Demanda Frigorífica
Rojo: Capacidad del Sistema
Tiempo
Ca
rga
Fri
go
rífi
ca
¿Porqué la Modulación es Necesaria?
Hace que la Capacidad se
Ajuste a la Demanda
Beneficios
– Presión de Succión Mas
Estable
– Mejor Control de la
Temperatura
– Mayor Eficiencia
Energética
70 80 90 100 110 120
Temperatura Ambiente (o F)
Ciclado de
Compresores
4
Estrategias de Modulación Mas Comunes
Arranque y Parada, Compresor Único
Sistemas Paralelos, Dos o Mas Compresores, Iguales o Distintos
Descargadores Por Succión Bloqueada
“By Pass” de Gas Caliente
Variación de la Velocidad (“Inverters”)
Modulación Digital
Combinaciones de las Anteriores
Copeland DISCUS DigitalTM
Modulación
10%...100%
Concepto
Simplicidad
Comprime
No Comprime
Beneficios
Menor Costo Operativo
Control Mas Preciso de la Presión
– Mejora la Eficiencia Estacional
del Sistema
– Ahorros Considerables en
Consumo Energético
Control Mas Preciso de la
Temperatura
– Mejora la Conservación del
Producto Refrigerado
– Aumenta la Vida del Producto
Fresco Exhibido
Reduce los Ciclos de Arranque y
Parada
– Extiende la Vida Útil del
Compresor
– Reduce los Costos Por
Mantenimiento
Copeland DISCUS DigitalTM
Tiempo (seg)
10
20 40 60
Tiempo
Tem
pera
tura
IDCM
Ejemplo: 50% de Capacidad
Aplica el Concepto de Modulación Digital
Modulación Continua de 10....100%
Propiedad Intelectual de Copeland
10 10 10 10 10 10 10
80
Control Ajustado de la
Temperatura y la Presión
4AO
Board
Modulo de Control Digital
Funciones del Modulo
• Control
• Contactor del Compresor
• Solenoide de Modulación
• Solenoide de Inyección
• Protecciones
• Alta Temperatura de Descarga
• Operación Fuera de Rango
• Diagnósticos
• 8 Códigos Indicadores de Falla
• El Módulo se Puede Instalar Dentro del Tablero
Modulación DigitalSeñal de Entrada Requerida
Aplicable en Combinación con
Compresores de Capacidad Fija o Con
Control de Capacidad Convencional
Un Compresor Digital Por Grupo de
Succión
– Pueden Efectuarse Optimizaciones en
Sistemas Existentes
Significativas Ventajas vs. “Inverters”
– Mucho Mas Simple de Aplicar
– Menor Costo Aplicado
– Modulación Mas Amplia
– Sin Limitaciones de Lubricación
– Sin Resonancia
– Sin Interferencias Electromagnéticas
Modulación DigitalConceptos, Características, Ventajas
Capacidad
Fija
#2
Capacidad
Fija
#3
Digital
#1
Digital
#1
Digital
#1
Cap
acid
ad
Amplia Capacidad de Modulación
Copeland Discus Digital™
Selección de Compresores (Cont.)
Para un Control Optimo de la Presión de Succión:
– D ≥ C1
– C2 ≤ D + C1
– C3 ≤ D + C1 + C2
– ……
– CN ≤ D + C1 + C2 + ….+ CN-1
Esto es,
– D : Capacidad Nominal del Compresor Digital
– C1, …CN-1 Capacidad Nominal o Etapas de Modulación de los
Compresores Convencionales en el Mismo Grupo de
Succión
Nota : Para un Optimo Resultado, el Digital Debe Ser el Primer Compresor en
Arrancar y el Ultimo en Apagarse en la Lógica de Control del Sistema
Ejemplo de Optimización de un Sistema
4D 4D 4D 3D
Sistema Convencional
Todos Los Compresores Forman Parte de un Mismo Grupo de Succión
180,000
Btu180,000
Btu
180,000
Btu100,000
Btu
Desc
4D 4D 4D 3D
Sistema con Digital
180,000
Btu180,000
Btu
90,000
90,000 100,000 a
10,000
Modulación
Modulación
Beneficio:
• Control Mas Ajustado de la Presión de Succión
• Control Mas Preciso de la Temperatura
• Potencial Aumento en Promedio de la Presión de Succión
• Menos Ciclos de Arranque y Parada
Mayor Confiabilidad y Eficiencia
Ejemplo de Aplicación DigitalMenor Rango de Variación en la Presión de Succión del Sistema
Degradación del Producto
Excesivo Costo de Operación
39 p
si
6 p
si
Presión de Succión
85% de
Mejora
Antes Después
Ejemplo de Aplicación Con Digital
Presión de Succión Promedio:
3-4 psi Mas Alta
Reducción
Significativa de
los Arranques
Digital Discus Activado
Ejemplo de Aplicación en una Vitrina de LácteosMejora Significativa en el Control de la Temperatura
Degradación del Producto
Costo de Operación Excesivo
15°F
1.2
5°F
Temperatura:
92% de
Mejora
Antes Después
Ejemplo
Modelos Estándar Modelos Digitales
Alta/Media 3DS3R17ME-TFD-200 3DSDR17ME-TFD-200
Media 3DS4S12ME-TFD-200 3DSDS12ME-TFD-200
Baja 3DS3F46KE-TFD-200 3DSDF46KE-TFD-200
4to Dígito es “D” Para el Digital
6to, 7mo, 8vo Dígito es La Capacidad en ARI
Multiplicador K = 1,000
M = 10,000
Nomenclatura Discus Digital
0
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
3D
AD
R1
0M
3D
FD
S11M
3D
SD
S12M
3D
BD
R1
2M
3D
FD
R15M
3D
SD
R17M
4D
AD
S13M
4D
BD
R2
0M
4D
HD
R2
2M
4D
JD
R2
8M
6D
HD
R3
5M
6D
GD
R37
M
6D
JD
R4
0M
Capacidad Nominal en Btu/Hr al 100% R404A @ 60Hz
De 10 a 100%
Copeland Discus Digital
Disponibilidad de Modelos en AT/MT
Ahora Octubre 2010
De 50 a 100% De 33 a 100%
Disponibilidad
Modulación
Condición Nominal @ 20 /120 F
0
50,000
100,000
150,000
3D
AD
F28K
3D
BD
F33K
3D
FD
F40K
3D
SD
F46K
4D
AD
F47K
4D
LD
F63K
4D
TD
F78K
6D
LD
F93K
6D
TD
F11M
Capacidad Nominal en Btu/Hr al 100% R404A @ 60Hz
De 10 a 100%
Copeland Discus Digital
Disponibilidad de Modelos en LT
Ahora Octubre 2010
De 50 a 100% De 33 a 100%
Disponibilidad
Modulación
Condición Nominal @ -25 /105 F
Se Define Como:
EER = (Capacidad, Btu/Hr) ÷ (Potencia, Watts)
EER se Basa en una Condición ARI Especifica
– 20/120 F Media Temperatura
– -25/105 F Baja Temperatura
Es Útil Bajo el Punto de Vista Comparativo
EER “No Muestra la Historia Completa”
– La Temperatura Ambiente Varía
– La Eficiencia del Sistema Fluctúa con la Temperatura Ambiente
– Esta Variación Debe Ser Tenida en Cuenta Para Estimar el Consumo Energético
EER No Debe Ser Empleado Para Estimar Consumo Energético Anual
Eficiencia Energética
Mexico City, Mexico
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120
30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110
Temperatura de Condensación / Ambiente en °F (DT 10°F)
Po
rce
nta
je d
e T
iem
po
(%
) Mexico City, Mexico
Distribución Anual de Temperaturas Ambiente
Baja
Temperatura
Media
Temperatura
Los Sistemas Raramente Operan en Condiciones de Diseño
¿Que Significa AEER?
Annual Energy Efficiency Ratio (AEER)
AEER = 1 ÷ ∑ (% tiempo ÷ EER)
Tiene en Cuenta la Variación de Temperaturas Ambiente a lo Largo
del año
Consumo Energético ($/Año.) = Carga (Btu/hr.) x (8.76) x ($)/KWHr x 1/AEER
Permite Efectuar una Estimación Comparativa Mas Aproximada a
las Condiciones Reales de Funcionamiento a lo Largo del Año
AEER es un Mejor Indicador del desempeño del Sistema
Copeland Scroll DigitalTM
Modulación
10%...100%
Beneficios
Menor Costo Operativo
Control Mas Preciso de la Presión
– Mejora la Eficiencia Estacional del
Sistema
– Ahorros Considerables en
Consumo Energético
Control Mas Preciso de la
Temperatura
– Mejora la Conservación del
Producto Refrigerado
– Aumenta la Vida del Producto
Fresco Exhibido
Reduce los Ciclos de Arranque y
Parada
– Extiende la Vida Útil del Compresor
– Reduce los Costos Por
Mantenimiento
Concepto
Simplicidad
Refrigeration Digital Range Expansion, July 2009, Page 23
3-6 Hp
ZBD21/30/38/45; ZFD18KVE
8 & 10 Hp
ZBD58/76
Cavidad Intermedia
Copeland Scroll Digital™Plataformas de Diseño
Pistón de Modulación
Refrigeration Digital Range Expansion, July 2009, Page 24
Copeland Scroll Digital TM
Mecanismo de Modulación
Cámara de
Modulación
Válvula
Solenoide de
Modulación
Resorte
Espiral Fija
Espiral Móvil
Pistón
Sello Flotante
Cámara de Modulación:Conectada a la Presión de Descarga Mediante un Orificio de 0.6 mm
Orificio Válvula SolenoideConecta la Cámara de
Modulación con la Succión
Pistón / ResorteFijo al Scroll Superior
Pistón y Espiral se Mueven Juntos (Arriba y Abajo)
Refrigeration Digital Range Expansion, July 2009, Page 25
Copeland Scroll Digital TM
Mecanismo de Modulación
Protección
Contra
Temperatura de
Descarga
Pistón
Válvula Dinámica
de Descarga
Sin “Check Valve”
Resorte
Sello Sintético
Pared del Cilindro
Refrigeration Digital Range Expansion, July 2009, Page 26
Mecanismo de ModulaciónZBD58 & ZBD76
Válvula
SolenoidePuerto
Maquinado en
el Scroll Fijo
Válvula
Solenoide
Abierta
Sello Flotante Descargado
Copeland Scroll DigitalTM
Tiempo (seg)
10
20 40 60
Tiempo
Tem
pera
tura
IDCM
Ejemplo: 50% de Capacidad
Aplica el Concepto de Modulación Digital
Modulación Continua de 10....100%
Propiedad Intelectual de Copeland
10 10 10 10 10 10 10
80
Control Ajustado de la
Temperatura y la Presión
4AO
Board
Controlador EC2-552
Controlador EC2-552
VSD
TC/IP
0
20
40
60
80
100
120
140
ZB10 ZB15 ZB19 ZB21 ZB26 ZB30 ZB38 ZB45 ZB50 ZB58 ZB66 ZB76 ZB95 ZB114
Copeland Scroll DigitalLínea de Productos
SupermercadosC
ap
ac
ida
d N
om
ina
l e
n M
T (
BT
U)
Capacidad Fija
Modulación Digital & Capacidad Fija
Bebidas
2 2.5 3 3.5 4 5 6 7 8 9 10 13 151.5HP
Modelo
Cuartos Fríos
Nuevos Modelos
Aplicación Copeland Scroll DigitalTiendas Pequeñas
Soluciones de Modulación de la Capacidad
Copeland Scroll Digital
Solución del Competidor
La Solución Copeland Scroll Digital es la de
Menor Costo Operativo
Comparación Entre Estrategias de Modulación de la Capacidad Más Comunes
Descargadores Digital Inverters
Modulación Fija Por Pasos Continua Continua
Rango Saltos Fijos De 10 a 100% De 50 a 100%
Control de PSucción OK Mejor Buen
Reducción del Ciclado OK Mejor Buena
Eficiencia del Sistema OK Mejor (4-12%) Buena
Instalación Simple Simple Compleja
Interferencia EM No No Requiere Filtros
Facilidad Para “Puentear” Rara Rara Frecuente
Costo Inicial Bajo Moderado Muy Alto
Retorno de la Inversión < 6 Meses 8-12 Meses 21-36 Meses
Copeland Discus Digital™Website (Inglés Solamente)
www.EmersonClimate.com/CopelandDiscusDigital
Información Disponible
1. Presentación
2. Boletines de Marketing
3. Noticias
4. Folletos
5. Animación
6. Videos
7. Preguntas Frecuentes
8. Boletines de Aplicación
32
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