por fujispain | Jun 17, 2022
Sistemas de control en torres de refrigeración
Resumen de la aplicación
En equipos grandes de refrigeración, el agua que extrae el calor del condensador refrigerador, se enfría de nuevo en torres refrigeradoras. La temperatura decrece y por evaporación, una parte de esa agua se queda en el aire circundante.
Las torres refrigeradoras de aire forzado aumentan la capacidad de enfriamiento mediante un ventilador (el ventilador aumenta el flujo del aire y por lo tanto, aumenta la evaporación del agua).
Para controlar la velocidad del ventilador de la torre refrigeradora se puede usar un variador Fuji Electric, permitiendo mantener constante la temperatura del agua fría gracias a las funciones del PID del variador. Se puede lograr un gran ahorro de energía mediante la combinación de la función de ahorro energético automático integrado y el control de temperatura del bulbo húmedo.
Requerimientos de la aplicación
Recibimos la solicitud, por parte de un cliente, de aplicar una regulación a un ventilador en una torre de refrigeración.
Una estrategia básica de control se consigue mediante un control PID (temperatura de agua fría). En función de esta temperatura, el variador variará la velocidad del ventilador para controlar la evaporación de agua. Tener una respuesta de control rápida, es esencial para mantener constante la diferencia de temperatura, independientemente de las condiciones de funcionamiento.
Es importante una interfaz apropiada para conectar sensores de temperatura. La función de enganche al vuelo y otras funciones específicas para el control de ventilador son necesarias.
La solución que aporta al mercado Fuji Electric, para el control de ventiladores en sistemas de torres refrigeradoras, se basa en el variador FRENIC-HVAC usando el control PID integrado.
Los sensores de temperatura se pueden conectar fácilmente usando una tarjeta opcional (OPC-PT). El control de temperatura del bulbo húmedo, es una función que está incorporada en el variador y puede llevar a un ahorro energético adicional.
FRENIC-HVAC (FRN22AR1L-4E)
OPC-PT
Sistemas de control en torres de refrigeración
Potente control PID integrado en el variador (1 PID principal, 2 juegos de ganancias y 3 PID auxiliares). Tarjeta de opción OPC-PT para conectar 2 sensores de temperatura, se pueden conectar diferentes tipos de sensores (JPt100, Pt100, Pt1000 o Ni1000).
Función de ahorro energético automático, que permite alcanzar mayores ahorros de energía a velocidades bajas. Búsqueda de velocidad automática en el arranque: El variador puede comprobar la velocidad del ventilador para recuperar el motor suavemente desde la velocidad actual.
Reactancia de CC y filtro CEM integrado hasta 90 kW (cumple categoría C2, 2º entorno), filtro CEM integrado de 110 kW hasta 710 kW (cumple categoría C3, 2º entorno).
Grado de protección IP21 o IP55 (hasta 90 kW).
El variador FRENIC-HVAC automáticamente estima la temperatura de bulbo húmedo cuando la temperatura de la torre de refrigeración es improbable que baje, a pesar de la alta velocidad de giro del ventilador. El FRENIC-HVAC controlará la velocidad del ventilador para obtener la temperatura del agua de refrigeración de acuerdo con la temperatura estimada de bulbo húmedo.
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por fujispain | Jun 16, 2022
Control de turbina extractora
Resumen de la aplicación
El sistema actual de la turbina extractora, que consiste en arrancar el motor mediante un arrancador suave y la extracción de humos, se controlaba mediante una regulación mecánica. El ventilador giraba siempre a máxima velocidad sin importar las condiciones de carga del horno, haciendo poco eficiente la regulación (energéticamente hablando).
El equipo recomendado para llevar a cabo la modernización del sistema fue un FRENIC-HVAC, con el fin de ajustar la velocidad del ventilador en función de las condiciones de carga.
Gracias a las funciones integradas del FRENIC-HVAC, se obtuvo un óptimo funcionamiento del ventilador, consiguiendo un importante ahorro energético.
Requerimientos de la aplicación
El principal requerimiento o problema a solucionar en esta aplicación era la optimización energética, pasando de una regulación mecánica (compuerta) para la extracción de humos y el funcionamiento fijo del motor (mediante arrancador suave) al control y regulación del ventilador en función de la carga mediante nuestro FRENIC-HVAC.
Gracias a la función de “auto energy saving”, el variador reduce automáticamente el consumo del motor (en función de la carga) cuando esté girando a velocidad constante. Así mismo, hay una reducción de consumos, al no aplicar rampa de deceleración al pasar a paro. Y finalmente, mediante la función de “enganche al vuelo”, antes de iniciar la marcha, el variador detecta la velocidad del ventilador, cuando gira por inercia, adaptándose a la velocidad actual y consiguiendo un arranque suave.
En caso de fallo esporádico en la red de alimentación, si se detecta una caída de tensión (microcorte), el variador no se bloquea. Por otro lado y mediante la función anti regenerativa, se realiza un control del bus de corriente continua durante la deceleración, para evitar alarmas de sobretensión.
FRN280AR1S-4E
Control de turbina extractora
Función de ahorro energético automático, que permite alcanzar mayores ahorros de energía a velocidades bajas. Búsqueda de velocidad automática en el arranque: El variador puede comprobar la velocidad del ventilador para recuperar el motor suavemente desde la velocidad actual.
Tres valores de frecuencia de salto seleccionable, para evitar las frecuencias de resonancia mecánica. Herramienta fácil y rápida integrada en el teclado del variador para ajustar esas frecuencias durante la puesta en marcha.
Potente control PID integrado en el variador (1 PID principal, 2 juegos de ganancias y 4 PID auxiliares).
Reactancia CC y filtro CEM integrado hasta 90 kW (categoría C2, 2º entorno). Filtro CEM integrado de 110 kW hasta 710 kW (categoría C3, 2º entorno). Grado de protección IP21 o IP55 (hasta 90 kW).
Gracias al variador FRENIC-HVAC se evita el consumo de energía innecesario.
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por fujispain | Feb 1, 2022
Control de CO2 en sala de hospital
Resumen de la aplicación
El sistema de ventilación de los pasillos de un hospital está gobernado por un controlador horario, que arranca y para dos ventiladores (extracción e impulsión) en función de un horario preestablecido por el usuario.
En esta instalación, se deseaba optimizar el sistema, mediante el control del nivel de CO2 en el aire. La idea es sencilla, cuanta más gente haya en el interior del hospital, mayor será la concentración de CO2, y a la inversa. Por lo tanto, haciendo un control sobre el nivel de CO2 se pueden optimizar las necesidades de ventilación del sistema.
Requerimientos de la aplicación
Mediante la lectura de dos sensores de CO2, se desea que el diferencial de CO2, entre el exterior y el interior del hospital, se mantenga dentro de unos límites preestablecidos.
El sistema debe trabajar de manera automática modificando la velocidad de ambos ventiladores y, si fuera necesario, pudiendo llegar a parar uno de ellos.
En la actualidad, ambos ventiladores (extracción e impulsión) están arrancando en directo sin la posibilidad de realizar un control eficiente del consumo eléctrico de los motores.
Para obtener el máximo rendimiento del sistema se han instalado dos FRENIC-HVAC y, gracias a ello, se eliminan los picos de corriente durante el arranque y se puede adecuar la velocidad de cada ventilador a las necesidades reales del sistema reduciendo los consumos de la instalación.
Gracias a la realimentación de los sensores instalados, el FRENIC-HVAC realiza un control PID preciso ajustando la velocidad de cada uno de los motores que acciona los ventiladores. De esta forma se ofrece un sistema autónomo y robusto en la gestión del nivel de CO2 en la sala.
1x FRENIC-HVAC (FRN7.5AR1L-4E) IP55
1x FRENIC-HVAC (FRN5.5AR1L-4E) IP55
Control de CO2 en sala de hospital
Gracias a las funciones integradas en el FRENIC-HVAC, se pudo realizar el control del nivel de CO2 deseado sin la necesidad de un controlador externo. Filtros CEM y DCR (harmónicos) incluidos de serie con grado de protección IP55.
El FRENIC-HVAC incorpora funciones que permiten trabajar en unidades de usuario. Los sensores de CO2 son 0-10 V; 0-20000 ppm. Al ajustar el rango y las unidades del sensor, todo el ajuste se realiza en “ppm”.
El control PID del FRENIC-HVAC incorpora funciones que permiten realizar operaciones aritméticas con las entradas analógicas (suma, resta, valor medio, valor máximo, valor mínimo).
PLC integrado.
Reloj calendario integrado.
Ahorro energético automático.
Rearme automático, después de un fallo en la alimentación.
Función de enganche al vuelo (detección de la velocidad del ventilador girando libre).
El FRENIC-HVAC incorpora funciones de seguridad que paran el sistema en el caso de rotura de la correa que une los motores y los ventiladores.
Según sea la concentración de CO2, el variador regula la velocidad del ventilador (siempre utilizando de base el reglamento de instalaciones térmicas en edificios). En el caso de que se encuentre dentro de los límites marcados por el RITE, uno de los ventiladores puede llegar a pararse, mientras que el otro debe girar a una velocidad mínima.
La implantación de esta aplicación ha dado un resultado de un 96 % de ahorro energético.
por fujispain | Ene 31, 2022
Cámaras frigoríficas con compresores de amoníaco
de 90 kW
Resumen de la aplicación
Instalación llevada a cabo en una cooperativa de frutas y hortalizas de Almería, para el control de temperatura de las cámaras de entrada y salida de género.
Se trata de una instalación frigorífica de amoníaco, con una potencia instalada de 1.000 kW en frigoríficos en dos regímenes (+35 ºC / -3 ºC y +3 ºC).
Es una instalación indirecta: el equipo frigorífico enfría agua glicolada (anticongelante) y éste es el fluido que enfría las cámaras frigoríficas.
En el circuito principal, el amoníaco es impulsado por tres compresores de 90 kW. Mediante un intercambiador de frío, se refrigera agua glicolada en el circuito secundario, la cual es impulsada hasta la zona de las cámaras gracias a cinco bombas refrigerantes de 15 kW cada una.
CÁMARAS FRIGORÍFICAS
Cámaras a refriguerar para la entrada y salida de género.
ESQUEMA DE LAS BOMBAS REFRIGERANTES
SCADA del circuito de agua glicolada, impulsada por 5 bombas de 15 kW.
ESQUEMA DE LOS COMPRESORES
SCADA del circuito de amoníaco, impulsado por 3 compresores de 90 kW.
Requerimientos de la aplicación
En esta aplicación se requerían equipos con alto grado de protección (en este caso, IP55), para poder montarse fuera del cuadro eléctrico, debido a la falta de espacio en los mismos.
Así mismo, era muy importante que los equipos contaran con tarjetas de control barnizadas para protegerse frente a varios fenómenos adversos como la humedad, las bajas temperaturas y ciertos agentes corrosivos.
Por otro lado, era necesario integrar el protocolo de comunicaciones CANopen para poder comunicarse con el autómata existente.
Por último, los equipos debían de integrar las entradas de habilitación (STO) acorde EN ISO 13849-1, mediante las cuales se interrumpe la circulación de corriente hacia motor de forma segura.
Versiones IP55 disponibles en las familias FRENIC-HVAC y FRENIC-AQUA, hasta 90 kW. Elevado grado de protección, que permite el montaje del equipo fuera del cuadro eléctrico. De este modo se libera espacio y se consigue un ahorro económico, al no ser necesario el armario eléctrico. Mismo tamaño en versión IP55 que la versión IP21.
Placas de control barnizadas con protección 3C3 para sulfuros (SO2) y nitritos (NO2), y 3C2 para todos los gases, según IEC 60721-3-3. Además, proporciona una gran protección frente humedad y salinidad, y otras condiciones ambientales.
3 ud. FRENIC-HVAC de 90 kW 400 V, versión IP55 (FRN90AR1L-4E) + 3 ud. Tarjeta de comunicación CANopen (OPC-COP2)
5 ud. FRENIC-AQUA de 15 kW 400 V, versión IP55 (FRN15AQ1L-4E) + 5 ud. Tarjeta de comunicación CANopen (OPC-COP2)
Cámaras frigoríficas con compresores de amoníaco
de 90 kW
Las familias FRENIC-HVAC y FRENIC-AQUA incluyen de serie la DCR, conforme a la normativa EN61000-3-12. Así mismo, también incorporan el filtro CEM, conforme IEC 61800-3. Todo ello se traduce en un importante ahorro energético, y en una gran reducción de los harmónicos.
Mediante un sencillo lenguaje de programación gráfica es posible realizar funciones personalizadas: pequeñas secuencias, activar salidas digitales, cálculos, procesar señales analógicas, etc. Esto permite adaptar el funcionamiento del equipo a todo tipo de aplicaciones.
Gracias a la calidad y gran durabilidad de los condensadores, módulos de potencia y el resto de componentes utilizados en su fabricación, los variadores FRENIC-HVAC y FRENIC-AQUA presentan una larga vida útil.
Las gamas FRENIC-HVAC y FRENIC-AQUA integran todos los requerimientos solicitados en un mismo equipo: están disponibles en IP55 hasta 90 kW, incluyen de serie las entradas de habilitación STO, y cuentan con placas de control barnizadas. Además, permiten añadir la tarjeta opcional de comunicaciones por CANopen, entre otros muchos protocolos. Ofrecen una gran robustez, sencillez de puesta en marcha y mantenimiento. A su vez, ofrecen flexibilidad para ser ampliados con diferentes opciones, o personalizar nuestras propias funciones específicas.
Gracias a los equipos FRENIC-HVAC y FRENIC-AQUA utilizados, se ha obtenido un sistema de control preciso, flexible y robusto, así como una gran eficiencia energética de la instalación. Y todo ello en un espacio reducido, y seguro. La posibilidad de comunicar con otros dispositivos de la instalación permite integrar los variadores en el sistema SCADA y obtener una monitorización de las principales variables en tiempo real por parte del usuario.
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