Los equipos de rechazo de calor son un componente esencial de los sistemas de refrigeración. El rendimiento del producto es fundamental para lograr la fiabilidad y la eficiencia energética del sistema. Sin embargo, la selección correcta del producto y el buen diseño del sistema dependen de la precisión de los datos del fabricante. Sin ellos, los sistemas de refrigeración pueden tener un rendimiento inferior al esperado.
Para obtener información sobre el rendimiento inferior de los productos, Eurovent Certification sometió dos enfriadores de gas CO₂ no certificados a un proceso de evaluación exhaustivo que incluyó pruebas de laboratorio, análisis de datos y evaluación mediante una herramienta de diseño profesional. En este artículo se analizan la sección de productos, las pruebas de laboratorio y los resultados.
El objetivo era determinar:
Los factores de corrección de Eurovent Certification se definen en las Normas Técnicas de Certificación de su programa Eurovent Certified Performance for Heat Exchangers.
Era fundamental que la investigación siguiera un recorrido auténtico del cliente. Por lo tanto, se decidió replicar una experiencia del mundo real creando una especificación de proyecto que se presentó a distribuidores independientes para que presentaran una oferta. Eurovent Certification recibió cinco (5) ofertas de los distribuidores basadas en la especificación.
Las ofertas incluían la capacidad de rechazo de calor de las unidades en condiciones estándar y en diferentes condiciones de mercado, como se indica a continuación:
Tabla 1: Condiciones de funcionamiento en modo transcrítico
| Condición en modo transcrítico | Presión de entrada del enfriador de gas | Temperatura de entrada del enfriador de gas | Temperatura de entrada de aire | Temperatura de salida del enfriador de gas | DT (aproximación de temperatura) |
|---|---|---|---|---|---|
| Condición 1 (condición estándar SC20) | 90 bar | 110 °C | 30 °C | 35 °C | 5 K |
| Condición 2 | 92 bar | 110 °C | 35 °C | 37 °C | 2 K |
| Condición 3 | 80 bar | 100 °C | 29 °C | 32 °C | 3 K |
| Condición 4 | 80 bar | 100 °C | 30 °C | 32 °C | 2 K |
Tabla 2: Condiciones de funcionamiento en modo subcrítico (funcionamiento como condensador)
| Condición en modo subcrítico | Temperatura de entrada de aire | Temperatura de condensación | Temperatura de entrada del refrigerante | Subenfriamiento |
|---|---|---|---|---|
| Condición estándar SC25 | 5 °C | 15 °C | 60 °C | <3 K |
Se utilizó una herramienta de diseño para calcular la capacidad de rechazo de calor prevista de las unidades en estas condiciones estándar y de mercado.
Los resultados de las simulaciones del software de diseño sugirieron que, aunque las unidades se comportaban de forma fiable en condiciones estándar (SC20), el rendimiento podía desviarse de los valores declarados cuando funcionaban en condiciones no estándar. Las condiciones 3 y 4 mostraron un rendimiento significativamente inferior:
Los dos enfriadores de gas que mostraron la diferencia de rendimiento más significativa en las simulaciones fueron seleccionados para su evaluación en laboratorio.
Los dos enfriadores de gas se sometieron a un protocolo de evaluación/prueba idéntico al utilizado para el programa Eurovent Certified Performance for Heat Exchangers, utilizando la norma de prueba EN327 para medir:
Para garantizar la imparcialidad y la equidad de las pruebas, Eurovent Certification no tuvo contacto directo con las unidades sometidas a prueba. Un agente judicial independiente (alguacil francés) inspeccionó las unidades a su llegada al almacén del distribuidor y realizó una segunda inspección cuando las unidades llegaron al laboratorio. De este modo se garantizó que las unidades sometidas a prueba eran las mismas que las presentadas en la oferta. El agente judicial también estuvo presente durante el desembalaje (para asegurarse de que ambas unidades llegaran sin daños) y durante la instalación de las unidades en el banco de pruebas.
Los resultados de las condiciones de funcionamiento probadas mostraron desviaciones significativas con respecto al rendimiento declarado en condiciones no estándar:
Tabla 3: Desviaciones entre la capacidad de rechazo de calor declarada y la medida
| Condiciones de funcionamiento | Enfriador de gas 1 | Enfriador de gas 2 |
|---|---|---|
| Condición 1 (condición estándar SC20) | 8 % | 8 % |
| Condición 2 | -33 % | -37 % |
| Condición 3 | -39 % | -41 % |
| Condición 4 | -50 % | -53 % |
| Condición 5 (condición estándar SC25: condensador) | -32 % | -23 % |
El signo “-” significa rendimiento inferior
Cabe destacar que las pruebas de laboratorio independientes demostraron que el rendimiento real medido en las condiciones de funcionamiento probadas puede superar las deficiencias previstas por las simulaciones de la herramienta de diseño.
Además, las pruebas de laboratorio validaron los factores de corrección utilizados por Eurovent Certification para calcular el rendimiento en diferentes condiciones de mercado. Los resultados de las pruebas debían estar dentro de una tolerancia del 15 % de los valores disponibles en las Normas de Certificación Técnica de Intercambiadores de Calor para cumplir con la normativa.
Tabla 4: Comparación de los factores de corrección de los enfriadores de gas
| Calculado a partir de los resultados de las pruebas | Calculado a partir de la herramienta de diseño | Disponible en TCR | ||
|---|---|---|---|---|
| Factor de corrección para la condición 3 | Unidad 1 | 0,56 | 0,58 | 0,62 |
| Unidad 2 | 0,54 | 0,58 | ||
| Valor medio | 0,55 | 0,58 | ||
| Factor de corrección para la condición 4 | Unidad 1 | 0,46 | 0,47 | 0,52 |
| Unidad 2 | 0,43 | 0,48 | ||
| Valor medio | 0,45 | 0,48 |
Por lo tanto, los factores de corrección proporcionan un método fiable para calcular el rendimiento de CO2 en diferentes climas.
Este estudio de caso pone de relieve la posible diferencia entre el rendimiento declarado y el medido de los productos sin verificación por parte de terceros. Se observó que los enfriadores de gas no certificados presentaban desviaciones significativas entre el rendimiento declarado y el medido en condiciones de funcionamiento no estándar. Por el contrario, el protocolo de pruebas de CO2 y los factores de corrección de Eurovent Certification se encontraban dentro de los límites de tolerancia establecidos en las normas técnicas de certificación pertinentes, lo que contribuyó a respaldar la transparencia de los datos de rendimiento para fines de diseño y selección.
Esta campaña de pruebas de CO2 se basa en un estudio publicado anteriormente sobre condensadores refrigerados por aire con HFC, y los resultados de ambos estudios se utilizaron para simular el impacto del bajo rendimiento de los intercambiadores de calor en un nuevo informe técnico, Más allá del folleto: Revelando la Realidad del Bajo Rendimiento de los Productos de Refrigeración.
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*En el programa de rendimiento certificado de Eurovent para intercambiadores de calor, la condición 3 se corresponde con la condición C3 descrita en las normas técnicas de certificación.
** En el programa de rendimiento certificado de Eurovent para intercambiadores de calor, la condición 4 se corresponde con la condición C2 descrita en las normas técnicas de certificación.