Sistemas de control en torres de refrigeración

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.

    Solución Fuji Electric

    Regulación en torre de refrigeración

    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.   

    Ahorro energético y eficiencia

    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.

    Equipos instalados

    FRENIC-HVAC (FRN22AR1L-4E)

    OPC-PT

    Sistemas de control en torres de refrigeración

    Ventajas de la solución

    Potente

    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). 

    Respetuoso con el medio ambiente

    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.

    Todo integrado

    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).  

    Máxima protección

    Grado de protección IP21 o IP55 (hasta 90 kW). 

    Resultado obtenido

    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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    Control de turbina extractora

    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.

      Solución Fuji Electric

      Ahorro energético

      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.

      Funciones anti-alarmas

      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.

      Equipos instalados

      FRN280AR1S-4E

       

      Control de turbina extractora

      Ventajas de la solución

      Ahorro energético

      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. 

      Evita problema mecánicos

      : 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

      Potente control PID integrado en el variador (1 PID principal, 2 juegos de ganancias y 4 PID auxiliares).   

      Completo

      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). 

      Resultado obtenido

      Gracias al variador FRENIC-HVAC se evita el consumo de energía innecesario.

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      Programación de variadores de frecuencia Fuji Electric

      Programación de variadores de frecuencia Fuji Electric

      Programación de variadores de frecuencia Fuji Electric.

      En este vídeo, realizado por nuestro distribuidor en Portugal, Bresimar, se explica cuál es el procedimiento para la navegación por el teclado y programación de los variadores de velocidad Fuji Electric. Para esta presentación, se ha usado un variador FRN-Ace.

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      Verificación de variadores de frecuencia

      Verificación de variadores de frecuencia

      Verificación de variadores de frecuencia.

      En este vídeo, realizado por nuestro distribuidor en Portugal, Bresimar, se explica cuál es el procedimiento para la verificación de averías en el circuito de potencia de variadores.

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      Real time trace with Loader4

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      Aprenda en sencillos pasos cómo configurar la función de osciloscopio a tiempo real en el software Loader 4.

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