Secop energy-efficient hermetic refrigeration compressors

Controlador de Velocidad Variable (°CCD).

Los compresores son un elemento vital en los equipos de refrigeración, asegurando que todo el sistema funcione de manera eficiente y sin problemas. Al analizar el núcleo de cualquier máquina, la efectividad de un compresor radica en la optimización de todos sus componentes, incluyendo el tipo de motor, el tipo de bomba y el tipo de inversor.

Los compresores inverter Cool Capacity Drive (°CCD) de Secop utilizan tecnología de velocidad variable y tienen varias ventajas sobre las alternativas de velocidad fija, principalmente porque pueden ajustarse para cubrir una amplia gama de demandas de refrigeración.

Resumen de temas:

Compresor de Velocidad Variable e Inversor de Capacidad Adaptable.

Cuando se trata de compresores, un control de velocidad variable (VSD) es casi igual a un variador de frecuencia (VFD) en la forma en que controla un motor de corriente continua (DC). Sin embargo, los compresores utilizan un motor sin escobillas con imán permanente para mejorar la eficiencia y la durabilidad.

El inversor (variador de frecuencia) en estos compresores genera tres fases, con la frecuencia de cada fase completamente ajustable por debajo o por encima del promedio de 50/60 Hz que normalmente se usa en la red eléctrica. Cuando la frecuencia cambia, la velocidad y, por lo tanto, las revoluciones por minuto (rpm), también se alteran. Por ejemplo, el controlador electrónico selecciona una velocidad entre 1000 rpm y 4000 rpm, aunque esto puede variar según cada sistema electromecánico. Además, la velocidad que establece un compresor también puede modificar su capacidad de enfriamiento.

Como regla general, la capacidad del compresor suele estar en proporción lineal con la velocidad. Esto significa que, si se establece un rango de velocidad de 1:4, la capacidad de enfriamiento de la unidad probablemente caerá en alrededor de 1:3.7. Calcular capacidades específicas es un reto porque cada unidad puede variar dependiendo de los parámetros configurados. Con hojas de datos disponibles que indican el desempeño de los compresores de velocidad variable a diferentes velocidades, los ingenieros pueden encontrar la velocidad perfecta y la capacidad relacionada para sus requerimientos de aplicación.

Más allá de la configuración de velocidad y capacidad del compresor, también es importante conocer los componentes relevantes del variador de frecuencia (inversor). En el caso de un compresor de velocidad variable, el inversor es una pequeña unidad electrónica con una entrada de 115/230 Vac (voltaje de corriente alterna). La entrada se convierte en tres fases con niveles de eficiencia que alcanzan hasta un 98%.

Con componentes de tan alta eficiencia, los refrigeradores desarrollados con compresores de velocidad variable pueden beneficiarse de un menor consumo energético.

Al usar un compresor de velocidad variable con un inversor (variador de frecuencia) en un refrigerador, es posible reducir la temperatura de condensación. Además, se puede aplicar una temperatura alta en el evaporador cuando la carga es baja. Esto significa que cuando un refrigerador no está completamente cargado, la máquina no tiene que trabajar tanto para mantener los productos fríos. Esto puede resultar en ahorros de energía entre un 20 y 40% en comparación con refrigeradores que usan compresores de velocidad fija.

La ventaja más importante de la tecnología de frecuencia variable es la capacidad adaptable, lo que lleva a una alta eficiencia.

En general, un compresor de velocidad variable ofrece a los ingenieros muchas más opciones para construir sistemas electrónicos y productos. Al modificar la configuración de cada dispositivo individual, se pueden lograr ganancias de eficiencia que benefician tanto al negocio como al cliente; es decir, la inversión inicial puede ser un poco mayor al aplicar un compresor con inversor, pero los costos operativos y, por lo tanto, el costo total de propiedad serán significativamente menores. Especialmente en mercados con altos precios de energía, el tiempo de recuperación de la inversión es extremadamente corto.

  • Compresor de velocidad variable BD Nano DC
  • Compresor DLV AC de velocidad variable
  • Secop NLV Variable Speed Compressor or R290
    Compresor de velocidad variable NLV AC
  • Compresor de velocidad variable SLVE AC

¿Por qué elegir los compresores de capacidad adaptable de Secop?

Ventajas de la capacidad adaptable.

  • Mejor eficiencia del sistema gracias a una temperatura de evaporación (t0) más alta y una temperatura de condensación (tc) más baja / Ahorro de energía de hasta un 40%
  • Rango dinámico de velocidad desde 1:4
  • Capacidad de enfriamiento ajustable según la demanda real del sistema
  • Compresor más pequeño en cuanto a desplazamiento y tamaño
  • Menor emisión de ruido debido a la baja velocidad – hasta 5 dB(A)
  • Aprobados para aplicaciones exigentes, suministro eléctrico inestable y regiones tropicales
  • Doble frecuencia para 220-240 V 50-60 Hz y 115 V 60 Hz
  • Modelos de 12 a 24 V y 48 V DC para refrigeración móvil
  • Modelos para R290 / R600a / R134a / R404A disponibles para aplicaciones domésticas, comerciales y refrigeración móvil (LBP/MBP)
  • Función HST; no se necesita igualación de presión para arrancar el compresor
  • ¡El mismo tipo de compresor para diferentes mercados!

La ventaja más importante de la capacidad adaptable es la reducción del consumo energético, lo cual es posible de distintas maneras. La forma más sencilla, eficiente y económica para lograrlo es usar compresores de capacidad adaptable.

Objetivos

El objetivo en el diseño de cualquier aparato de refrigeración es definir y optimizar funciones esenciales como: costo mínimo, alto rendimiento y eficiencia, tamaño reducido del compresor para permitir un volumen interno mayor en el gabinete, bajos niveles de ruido y temperatura estable dentro del gabinete bajo diferentes cargas operativas.

General

Los compresores de capacidad adaptable de Secop ofrecen la posibilidad de ajustar la capacidad de refrigeración según la necesidad deseada, controlando la velocidad del motor del compresor y, por lo tanto, los tiempos del ciclo del pistón. Los compresores están altamente optimizados con una eficiencia muy alta tanto del motor como mecánica. Las pruebas han mostrado mejoras en el consumo energético de hasta un 40%, dependiendo del diseño del sistema. El nivel promedio de ruido puede reducirse hasta en 5 dB(A). Los compresores tienen un volumen pequeño, lo que permite disponer de más espacio útil en el gabinete.

Alternativas para ahorro de energía

La ventaja más importante de la capacidad adaptable es la reducción del consumo de energía, posible de diversas formas. La manera más sencilla, eficiente y económica para lograr este objetivo es usar compresores de capacidad adaptable.

 

  • Adaptable capacity with variable-speed drive (inverter) compressors

Eficiencia del Compresor – Eficiencia del Sistema.

Los compresores de capacidad adaptable de Secop son muy eficientes. Al variar la velocidad, también mejoran la eficiencia del sistema. Los compresores de capacidad adaptable de Secop pueden operar de manera que se optimicen las temperaturas de condensación y evaporación.

Aplicación

Los compresores están diseñados para voltajes nominales de 220-240 V y 115 V a frecuencias de 50/60 Hz; también para 12-24 V y 48 V DC, y para refrigerantes R290 / R600a / R134a / R404A a temperaturas de evaporación medias a bajas (MPB/LBP) en aplicaciones comerciales ligeras y residenciales. El desempeño de arranque de los compresores de capacidad adaptable de Secop es muy alto. Los rangos de voltaje reales al arranque pueden ser mayores que los de los compresores de velocidad fija.

  • Secop variable-speed drive (inverter) compressors
    La gama de compresores Secop con variador de velocidad

Diseño del Equipo.

La ventaja en ahorro de energía puede estar influenciada por el diseño del equipo; en particular, los consumidores auxiliares influyen mucho en el ahorro energético.

La eficiencia del sistema también puede incrementarse gracias al diseño inteligente del equipo en general. Por ejemplo, en sistemas de velocidad fija, los ventiladores funcionan a plena velocidad, mientras que en sistemas con compresores de capacidad adaptable se espera una menor disipación de calor. Por lo tanto, se usan velocidades de ventilador más bajas para transferir la carga térmica.

En algunos tipos de equipos, el diseño debe modificarse ligeramente. Por ejemplo, usando un capilar similar o posiblemente de menor tamaño al que se usa para los compresores de velocidad fija en el mismo gabinete.

Los gabinetes con dos compartimentos de temperatura diferente, diseñados con un solo sistema de evaporador, deben modificarse para que los diferentes tamaños de evaporador puedan adaptarse a tiempos de funcionamiento más largos. La proporción entre los tamaños de evaporador en los compartimentos de refrigeración y congelación debe reajustarse debido a los tiempos de funcionamiento promedio más largos.

Si la carga térmica varía, el compresor de capacidad adaptable puede controlarse para que las temperaturas en los compartimentos sean más estables.

Influencia en el Ambiente.

El uso de compresores controlados electrónicamente generalmente tiene un efecto muy positivo en el ambiente. Debido al diseño altamente eficiente del motor, se reduce la disipación de calor al ambiente, lo que en muchos casos disminuye los gastos de aire acondicionado adicional en los espacios.

Además, la menor velocidad del compresor resulta en una menor presión sonora hacia el entorno, lo cual es muy importante para compresores residenciales y comerciales.

Cómo seleccionar el compresor correcto.

Controlar la velocidad del compresor implica que la selección del compresor es diferente a la de los compresores estándar. El modelo se elige según la capacidad a la velocidad máxima. Esta capacidad cubrirá la carga a la temperatura ambiente máxima o durante la reducción de temperatura, etc. Esta capacidad máxima se elige similar a la capacidad nominal de un compresor estándar de velocidad fija para el mismo equipo.

Durante el funcionamiento normal en ciclos, el compresor típicamente opera a velocidad mínima, ofreciendo la mejor eficiencia, y durante las operaciones de carga máxima, a la capacidad máxima.
Las ventajas de esto son:

  • Se necesita un compresor más pequeño en términos de desplazamiento.
  • Períodos de funcionamiento más largos en condiciones normales de carga con mayor temperatura de evaporación y menor temperatura de condensación, lo que ofrece mayor eficiencia del compresor.
  • Aumento de la eficiencia general del sistema.
  • Menor velocidad (rpm) significa menor nivel de ruido.
  • Temperaturas más estables en el gabinete en algunas aplicaciones.
  • Refrigeración solar con compresor BD de velocidad variable
  • Caja de furgoneta con compresor BD de velocidad variable
  • Display freezer with SLV variable-speed compressor
    Congelador con pantalla y compresor SLV de velocidad variable

Concepto de Diseño.

Eléctrico.

Los compresores están equipados con rotores de imán permanente (motor PM) y tres bobinados de estator idénticos. La unidad electrónica puede montarse directamente sobre el compresor o externamente, y controla el motor PM.

Mecánico.

Todos los demás componentes están basados ya sea en nuestros tipos de compresores convencionales o en desarrollos nuevos.

Límites de diseño

Para asegurar la vida útil de los compresores, los equipos deben cumplir ciertos criterios de diseño. El compresor debe arrancar y funcionar correctamente durante picos de presión obtenidos en la temperatura ambiente más alta y con el voltaje más bajo permitido. En esta carga máxima, la temperatura de condensación no debe exceder los 70 °C (para R404A = 60 °C). En condiciones de operación estables, la temperatura de condensación no debe superar los 60 °C (para R404A = 55 °C). Estos límites son los mismos para nuestras gamas de compresores de velocidad fija y garantizan la protección de las válvulas, empaques, aceite y aislamiento del motor.

Unidad electrónica

Los motores de los compresores de capacidad adaptable son controlados electrónicamente. No se debe intentar arrancar el compresor sin una unidad electrónica completa, como se especifica en la hoja de datos para los tipos de compresor correspondientes. La unidad electrónica tiene protección incorporada contra sobrecarga y protección térmica. Cuando esta protección se activa, la unidad electrónica protegerá el motor del compresor así como a sí misma. Además, la unidad electrónica reiniciará automáticamente el compresor después de cierto tiempo. Dependiendo del diseño del compresor, la unidad electrónica proporciona diferentes pares de arranque, LST o HST.

Conexiones de suministro eléctrico

La alimentación principal se conecta al controlador y se transforma en un voltaje DC variable que se suministra a los compresores de capacidad adaptable. En caso de suministro eléctrico inestable, el modo “Power Supply” del interruptor electrónico adapta la demanda al compresor. Esto asegura que se eviten problemas de arranque por bajo voltaje. Por la misma razón, no es necesario invertir en un estabilizador de voltaje externo adicional. Además, la electrónica incluye una protección contra bajo voltaje que corta la alimentación cuando el voltaje está fuera de los límites predefinidos.

Software de programación Tool4Cool®

Tool4Cool® es una herramienta única de software para PC que te permite configurar con precisión tus compresores Secop para tus sistemas de refrigeración. A través de controladores basados en microprocesadores, Tool4Cool® te brinda fácil acceso a todos los parámetros, los cuales pueden ser modificados, monitoreados, descargados o cargados para obtener el mejor rendimiento de tu sistema de refrigeración.

  • Secop BD Nano controllers
    Controladores de la serie BD Nano
  • Secop BD Micro controllers
    Controladores de la serie Micro de BD
  • Secop BD-P controllers
    Controladores de la serie BD-P
  • Secop BD controller 101n07xx-Series
    BD-P /-T Serie 101N07xx Controladores
  • Secop BD controller 101n08xx-Series
    Controladores BD-T Serie 101N08xx
  • Secop Gateway
    Pasarela Secop

Determinación de la Velocidad Correcta.

Los compresores con control de capacidad de Secop cuentan con diferentes métodos de control de capacidad, dependiendo del modelo elegido.

Señal de Referencia Externa.

Si los clientes desean controlar la capacidad del compresor usando sus propios controladores, es posible conectar una señal de referencia al controlador del compresor.

Señal de 0-5 Voltios.

Se puede conectar una señal DC (0-5 voltios) al controlador del compresor, que representa del 0% al 100% de la capacidad solicitada del compresor. Para asegurar una lubricación adecuada del compresor, la velocidad del motor tiene un límite inferior. Si la capacidad solicitada es menor que la velocidad mínima, el compresor será controlado mediante PWM (modulación por ancho de pulso) a velocidad mínima, durante un período de tiempo predefinido.

Señal de Frecuencia.

Se puede conectar al controlador una señal variable de frecuencia en forma cuadrada, que representa el rango de velocidad de mínima a máxima. Secop ofrece diferentes tipos de controladores para compresores, por lo que se recomienda contactar a Secop para detalles de diseño relacionados con el control por frecuencia.

Control estándar de termostato mecánico o señal on/off de bajo voltaje (AEO).

El compresor se controla en modo “Control Adaptativo”, donde el controlador en la unidad electrónica administra las RPM usando el algoritmo incorporado AEO (Adaptive Energy Optimizer). Esta estrategia busca la velocidad más baja posible a la que el sistema de refrigeración funcione correctamente, ya que el COP es más alto a baja capacidad.

  • La velocidad inicial de arranque del compresor después de conectar la alimentación será más alta cuando el termostato se active.
  • En los ciclos siguientes, el compresor arrancará con una velocidad ligeramente menor que en el ciclo previo, siempre que el termostato se haya desactivado dentro del tiempo definido de funcionamiento.
  • Si no se alcanza la desactivación dentro del tiempo definido, la velocidad del compresor aumentará lentamente hasta la velocidad máxima, hasta que se logre la desactivación.
  • La próxima activación será ligeramente inferior a la última desactivación.

Control PI.

La determinación de la capacidad real solicitada por el compresor se basa en un controlador PI integrado, que compara la temperatura real del gabinete con una temperatura de referencia. Mientras mayor sea la desviación entre el punto de ajuste y la temperatura real, más rápido el controlador adapta la capacidad del compresor. Si la capacidad solicitada es menor que la velocidad mínima, el compresor será controlado mediante PWM a velocidad mínima durante un tiempo predefinido. Dependiendo de la estabilidad de temperatura requerida, el tiempo de período puede modificarse. Cuanto más corto sea el período, más estable será el control de temperatura; sin embargo, esto implica más arranques y paros, y en el peor de los casos, menor vida útil y menos ahorro energético. Debido a los diferentes perfiles de carga, la configuración del controlador PI puede adaptarse para ofrecer un control de temperatura más estable.

Diferentes Niveles de Funcionalidad.

  • Termostato integrado
  • Termostatos de alarma
  • Pantalla para lectura de temperatura y operación diaria
  • Control de descongelación, eléctrico o por gas caliente
  • Hasta 5 relés programables libres para ventiladores, luz, alarmas, descongelación, etc.
  • Monitoreo remoto vía Modbus
  • Herramienta de servicio basada en PC (Tool4Cool®)

Controladores electrónicos modulares de nueva generación (AC)

Secop ha desarrollado una nueva generación de controladores electrónicos eficientes y eficaces con un diseño modular SW-HW, que permiten configuraciones flexibles en función de las necesidades del sistema.
La serie MP (controlador electrónico polivalente) para compresores de velocidad variable de nuestras series NLV y SLVE sustituirá a los controladores de la generación anterior, ofreciendo una serie de funciones adicionales y opciones de conectividad en un diseño multivoltaje. El nuevo controlador MP se caracteriza por una mayor robustez y seguridad: carcasa IP54 ignífuga, revestimiento de PCB con aislamiento galvánico, E/S con aislamiento óptico y capas de seguridad SW.
La siguiente serie para configuración modular es la serie XT (controlador electrónico ampliado), un controlador diseñado para ofrecer opciones adicionales de monitorización, conectividad y personalización de E/S para necesidades específicas del sistema, como múltiples sensores de temperatura, múltiples E/S digitales/analógicas, configuraciones multiaplicación. Ofrece un conjunto de funciones opcionales: IOT, funcionamiento multicompresor o presostato.

  • Secop variable-speed AC voltage controller
    SLVE, NLV 2. Controlador de generación 105N49xx (MP)
  • Secop variable-speed AC voltage controller
    SLVE, NLV 2. Controlador de generación 105N49xx (MP)
  • Secop variable-speed AC voltage controller
    SLVE, NLV 2. Controlador de generación 105N49xx (MP)
  • Secop variable-speed AC voltage controller
    SLVE, NLV 2. Controlador de generación 105N48xx (XT)
  • Secop variable-speed AC voltage controller
    SLVE, NLV 2. Controlador de generación 105N48xx (XT)
  • Secop variable-speed AC voltage controller
    SLVE, NLV 2. Controlador de generación 105N48xx (XT)

Documeto Técnico de Secop

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