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TEMA: CO2 Transcritico. Nociones basicas

CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175054

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Según la teoría, la temperatura crítica para el CO2 son aproximadamente 31°C, mientras que la presión crítica, también aproximada, son 72 bares. Los sistemas de CO2 operan de diferente forma según lo hagan por encima o por debajo del punto crítico. En Resumen:

Subcrítico: Menos de 72 bares y 31 grados en Alta, a la salida del Gascooler.
Transcritico: Más de 72 bares y 31 grados en Alta, a la salida del Gascooler.

El sistema Trancritico más utilizado es el booster.
Un sistema booster implica dos etapas de compresión del mismo refrigerante ( etapa de positiva y etapa de negativa ), por lo tanto el CO2 descargado por los compresores de baja temperatura fluye, a través de un intercooler, hasta el punto de succión de los compresores de temperatura media.

Los sistemas booster de CO2 transcrítico son las soluciones más prometedoras para utilizar los refrigerantes naturales en el ámbito del retail, para las zonas poco cálidas del planeta, y si se le añaden ejectores a la instalación, para todas las zonas climáticas.

Normalmente se caracterizan por cuatro secciones con diferentes presiones:

Presión de alta: la zona de impulsión de los compresores de media temperatura hasta la válvula HP.

Presión de media o intermedia: la zona desde la válvula HP hasta todas las vávulas de expansión.

Presión aspiración Positiva: la sección desde los evaporadores de media temperatura de las válvulas de expansión hasta la aspiración de los compresores de media. (Etapa Refrigerados)

Presión aspiración Negativa: la zona de los evaporadores de baja temperatura de las válvulas de expansión hasta la aspiración de los compresores de baja. (Etapa Congelados)

Se pueden encontrar distintas versiones en el mercado, sobre todo por el uso de intercambiadores de placas que aumentan la eficiencia del sistema y que ayudan a su correcto funcionamiento.

PROS:
Instalación con utilización completa de refrigerante natural (CO2)
Varios estudios demuestran una eficiencia mayor que otros tipos de instalación (tradicional R404a o subcrítica R134a/CO2).
La tecnología empieza a ser estándar, luego los costes se reducen.
Alta eficiencia incluso en ambientes cálidos, utilizando tecnología adicional como los compresores paralelos, ejectores, subcoolers o recuperadores del calor.

CONTRAS:
Altas presiones en algunas partes del circuito (hasta 120 barg);
Instalaciones más complejas que las tradicionales;
Herramientas específicas para CO2.



Espero que os sirva, por lo menos para aclarar conceptos.

Lo he cogido de internet y lo he simplificado y aclarado un poco, para que se entienda bien. También he añadido cosas.

Un Saludo
Cada dia que pasa, menos se de este oficio
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175057

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Gracias a todos los compañeros que estan aportando informacion y opiniones personales sobre el tema, y ademas quisiera añadir que si algún compañero se enterase de algun curso o charla sobre el tema lo aportase al post que seguro que habra muchos interesados en el cual me incluyo
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175058

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matasanos escribió:
Se pueden encontrar distintas versiones en el mercado, sobre todo por el uso de intercambiadores de placas que aumentan la eficiencia del sistema y que ayudan a su correcto funcionamiento.

PROS:
Instalación con utilización completa de refrigerante natural (CO2)
Varios estudios demuestran una eficiencia mayor que otros tipos de instalación (tradicional R404a o subcrítica R134a/CO2).
La tecnología empieza a ser estándar, luego los costes se reducen.


Un Saludo

Y cómo lo hacen teniendo el CO2 un calor específico tan bajo , las instalaciones se sobredimensionan ?
Mueve el compresor más caudal másico ?
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175063

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Buenas.

Solo corregir un dato.

Un sistema transcritico, efectivamente tiene o necesita un Gascooler.

Pero un subcritico lo que tiene es un condensador.

La diferencia radica en que en un sistema transcritico no se condensa gas. Simplemente se subenfria en un intercambiador muy parecido a un condensador normal. La condensación se produce después de la expansión en el evaporador, no en el gascooler.

Mientras tanto, un subcritico se comporta como cualquier otro sistema con freon. Por eso decimos que tiene condensador.

Respecto a la eficiencia energetica de sistemas transcriticos no esta tan claro. Hay fabricantes muy implicados en el tema que te dicen que si, pero por experiencia te digo que en sistemas simples ( compresor, gascooler y evaporador, no en centrales, ya que en estas influyen otras variables), nada de nada, aunque es cierto que con la nueva tecnología de eyectores, la cosa cambia.

Otra cosa son los sistemas de bomba de calor con CO2 transquiticos. Ahi no hay quien lo gane.

Por todo esto es que los fabricantes de maquinaria estan presionando por que aumenten la limitación de 150gr en hidrocarburos, ya que el CO2 contra el 290 no tiene nada que hacer si hablamos de eficiencia.

Saludos
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175065

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Yo, a los que conocéis instalaciones, o equipos, con refrigerante R-744 y en transcritico (Zaragoza, temperatura máxima exterior histórica 46ºC) o subcritico (en España en cascada ) agradecería datos reales de eficiencia, pero de eficiencia económica y no solo energética puntual o estacional.

Precios de maquinas e instalaciones, vida media de ellas o ellos y su mantenimiento, me refiero.
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175066

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Pues acabas de hacer la pregunta del millón Moncayo.

En cuanto a precios te puedo comentar un caso en el que he ando liado.

Instalación nueva. Fabrica congelados.
Potencia total 2MW.

Se piden 3 presupuestos a 3 empresas diferentes.

Básicamente se estima el montar 2 tuneles de 200Kw cada uno de CO2 subcritico condensado con amoniaco, + una camara de 500kw de conservación negativa, siempre en subcrito con amoniaco. El resto climatizacion y pequeñas cámaras de positivo con amoniaco y glicol.

Diferencia en precio de hacerlo todo en solo en amoniaco ( tuneles, cámaras y climatizacion ) a hacerlo con combinación de amoniaco y CO2 superior a 500.000€ en los 3 presupuestos. A números hechos por estudio de ingeniería independiente de las empresas que presupuestaban, amortizas diferencia por eficiencia energetica después de 22 años, considerando una subida anual del precio de la luz durante esos 22 años igual a la media de subidas de los últimos 5 años.

Usease, que para cuando tienes la planta para cambiar, entonces recuperas diferencia de precio de la inversión....

Respecto a la fiabilidad, pues todavía esta por demostrar.

Hace poco mas de un año estuve montando en Dinamarca unas maquinas conectadas a una central de CO2 de una cadena de supermercados.

Hablando con los chavales, me contaban que centrales con 5 años, los compresores caían como moscas. Decían que algunos morian por malos diseños debidos a la falta de experiencia con este tipo de maquinas, tipico de tecnologías en fase de desarrollo.

Otros, sin embargo decían que morian por desgastes prematuros por problemas de retorno de aceite, o simplemente por fatigas de materiales ( muchas bielas partidas ). Recordemos que las presiones de estas instalaciones son muy elevadas, y eso lo acusan los compresores.

Otro gran problema son las paradas por falta de suministro electrico. Un gran dolor de cabeza. Estos equipos, suelen tener una pequeña condensadora de freon que trata de mantener controlada la presión del sistema cuando esta parado. Necesitan por tanto de un generador de corriente que haga frente a las paradas por falta de suministro electrico.

Te cuento experiencia dr un cliente en ciudad de Panama. Supermercado nuevo. Todo el frio, incluida la central subcritica de 134+CO2, lo monta una empresa italiana de renombre en este tipo de maquinaria para supermercados.

Primera parada por falta de suministro electrico, y pasadas 4 horas, el equipo de freon auxiliar no consigue mantener la presión del circuito de CO2 bajo control. Se disparan valvulas de seguridad y todo el CO2 pa fuera.

Proceso de recarga y puesta en marcha ( después de que vuelva la luz, claro esta ) que dura 8 horas ( no puedes cargar y poner la central al 100x100 de una, sino que tienes que ir cargando y bajando temperatura poco a poco, porque por motivos de ahorro energetico, la planta de 134 es mas pequeña que la capacidad total de condensación que necesita la de CO2, cosas del grado de simultaneidad ).

Segunda parada un mes después. El equipo auxiliar de freon que ha sido mejorado ( mas potencia ), aguanta 6 horas. Misma película.

Moraleja. El cliente rompe el contrato con el fabricante de la central y la maquinaria que incluia el montaje de 6 tiendas nuevas mas.

No nos engañemos. El CO2 es el futuro. El problema es que es una tecnología todavía en proceso de desarrollo, que gracias a las mentes pensantes de Bruselas nos la vamos a comer con patatas y vamos a pagar la novatada. Pero es el futuro, de momento.

Saludos
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175070

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Gracias Francisco. Muy interesante lo que nos has contado sobre la eficiencia económica del CO2 en esas instalaciones y su fiabilidad actual.

Pero en equipos pequeños (de por ejemplo 10 - 20 kW de potencia), que es lo que se cambia y se monta habitualmente ¿cuando se amortizaría la inversión en CO2 si es que eso llegaría a ocurrir alguna vez?.

Esta técnica de refrigeración con el CO2 es de principios del S-XX, que por lo visto parece que entonces muy empleada, y se abandono en cuanto surgieron los refrigerantes HCFC y, pasados 100 años, vuelve a resurgir esta tecnologia pero no por motivos técnicos sino por motivos políticos (cargando demasiada culpa del calentamiento global a los gases fluorados de refrigeración) y sin aportar a día de hoy y después de 100 años, tecnológicamente, nada nuevo excepto la electrónica de control, los compresores senihermeticos, los eyectores y algún compresor hermético de 2 etapas para alcanzar los 100 bar. Yo no estoy seguro que sea el futuro.

La temperatura critica del CO2 es aprox. de 31ºC así que supongo que a partir de temperaturas exteriores de aprox. 20ºC el sistema de refrigeración sera transcritico y por lo tanto con perdida de rendimiento debido a la necesidad de digamos que la autocondensación con la presión intermedia hay que hacerla con mismo refrigerante. ¿Estoy en lo cierto?.

Si, ya he visto que los fabricantes quieren subir la peligrosidad del R-290 de 0'150 a 0'500 Kg. y hacen presión en Bruselas para ello.

Saludos
Última Edición: hace 3 años 10 meses por Moncayo.
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175074

  • Fran Enríquez
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Estoy con Moncayo. El CO2 no es un buen refrigerante para trabajar en altas temperaturas. Yo lo he proyectado para instalaciones industriales con túneles de congelación, siendo rentable en esos casos el sistema en cascada. El CO2 transcritico es desde mi punto de vista antinatural. Solo se ha recurrido a esto por motivos politico-ambientales. Pero ni técnicamente ni económicamente puede superar a los gases fluorados. Yo veo un futuro no muy lejano con la refrigeración magnética, esa si pienso que va a ser una tecnología revolucionaria en frío comercial y doméstico. Elimina los fluidos de un plumazo y mejora el COP drásticamente. En cualquier caso, al final serán los políticos y las grandes empresas las que guiarán el mercado hacia sus intereses, como siempre ha sido.
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175077

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Coincido Fran. La razón actualmente para introducir nuevamente el C02 (R-744) como refrigerante en la industria de la refrigeración NO es técnica, es política.

Hace unos días aparecía una noticia que explica, sin lugar a dudas, claramente esa única razón: la política y llamada de paso ambiental que es, precisamente, la escusa política.

En España, con que solo 10 empresas redujeren un 10% sus emisiones de CO2 (y ya no hablamos de calentar ACS en verano mayoritariamente con gasoil ..........y otras muchas reducciones de CO2 y emisiones de gases de efecto invernadero y de cajón), con solo que 10 empresas redujesen un 10% sus emisiones de CO2 y equivalentes decia, podriamos seguir empleando los fluorados EN TODA ESPAÑA. La noticia: economia.elpais.com/economia/2017/01/27/...85511833_330685.html

Aclarar que si esas 10 empresas pagasen su CO2 emitido o sus gases equivalente de efecto invernadero, como nosotros los frigoristas y nuestros clientes finales a 0'024 €/Kg. (Tasa+IVA) el Sr. Montoro del Ministerio de Hacienda recaudaría por ese motivo que nos recauda y por imperativo legal le ayudamos a recaudar, recaudaría de ellas más 2.284 millones de euros al año.

Ojo al datos que, que está demostrado, algunos de los que contaminan pagan y otros no.
Última Edición: hace 3 años 10 meses por Moncayo.
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175085

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Moncayo.

Mi experiencia con el CO2 es en centrales de unos 200Kw como minimo. Nunca he trabajado con maquinas pequeñas como las que propones. A excepción de varios prototipos de maquinas de hielo de muy pequeña capacidad, asi que no sabria contestarte a lo que preguntas.

Te confirmo eso si lo que te he escrito del proyecto de la planta de amoniaco. Esta semana decidimos quien se lleva la obra de todas las ofertas que tenemos, y te aseguro que sera todo amoniaco y glicol, nada de CO2.

Efectivamente, en un sistema transcritico, inyectas gas subenfriado en el evaporador, y la caída de presión hace que este se condense y se vuelva a evaporar dentro del evaporador ( se condensa porque deja de estar en estado transcritico ).

Fran.

Rinde mejor un túnel el subcritico con condensaciones por freon o amoniaco ???.

Si. Eso es lo que nos dice la industria de fabricantes. El problema es el plazo de amortización del equipo.

Yo es que hay una cosa que nunca he entendido. Si tengo una instalación de una central subcritica de 200kw, y resulta que para condensar necesito 250kw en 134a porque si no aquello no va, donde esta el ahorro energetico?????.

Si nos centramos en centrales si lo veo. Usamos el CO2 como salmuera y demas, donde sabemos que rinde mucho mejor que un glicol normal, jugamos con el coeficiente de simultaneidad reduciendo capacidad de la central de 134a, etc, etc.

Pero cuando hablamos de un equipo directo, tipo tunel donde todo tiene que trabajar a piñon si o si????.

No se. A ver si me lo aclaras, porque otros ingenieros con experiencia en CO2 me han admitido que naranjas de la china.

Saludos
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175087

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Muy interesante todo lo que contáis Fran y Francisco.

Un duda, En instalaciones donde el fluido caloportador es el CO2 en vez de glicol u otros ¿hay que poner tanques de expansión para aliviar la presión en caso de falta de refrigeración, equipos auxiliares de refrigeración y/o grupos electrógenos?, ¿o no hace falta nada?.
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CO2 Transcritico. Nociones basicas hace 3 años 10 meses #175088

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La instalacion que comente de Panama, usaba CO2 como liquido caloportador.

Se montan unos grupos pequeños de freon que tratan de mantener el equipo bajo control mediante un intercambiador en el interior del deposito de liquido ( el separador de liquido de una instalacion de amoniaco con evaporadores inundados para que lo entiendas ), con el apoyo, lógicamente de un grupo electrógeno.

El problema es que suelen estar calculados para mantener el equipo bajo control durante unas pocas horas, y a veces, no es suficiente.

En la instalación que te dije que ando liado, nos proponian montar un generador con potencia suficiente para mover uno de los compresores de amoniaco, y asi controlar bien el tema. Hablo de 250kw de accionamiento electrico, que no es ninguna broma.

Saludos
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