Modelado cuasiestacionario de una máquina frigorífica por compresión simple mediante TRNSYS®

Abstract

Los sistemas de refrigeración, en particular los de compresión simple, tienen una amplia aplicación tanto a nivel industrial como doméstico, siendo una parte sustancial del consumo energético mundial. Actualmente, en Europa, se están imponiendo normativas cada vez más restrictivas en cuanto al uso de refrigerantes halogenados, debido a lo cual están tomando mayor importancia refrigerantes de reciente descubrimiento y los, bien conocidos, refrigerantes naturales. Para la adaptación de las instalaciones a estos refrigerantes es deseable disponer de herramientas que permitan estimar el consumo en las nuevas condiciones; sin embargo, son escasos los medios disponibles para ello, estimándose en la mayoría de los casos a partir de las condiciones de diseño. Este hecho supone una simplificación considerable al despreciarse la influencia de las condiciones de trabajo variables (fundamentalmente la temperatura ambiente), y que en el caso de sistemas con CO2 es inadmisible, dado que el sistema podrá trabajar en régimen subcrítico o transcrítico según las condiciones de funcionamiento. El objetivo de este trabajo es modelar un sistema de refrigeración por compresión simple para, a partir del modelo, poder estimar el consumo energético anual de la instalación. Con dicha finalidad se han modelado los componentes principales (compresor, condensador, válvula de expansión y condensador) del sistema en el software TRNSYS®, a partir de sus ecuaciones de comportamiento y sus entradas y salidas al sistema; con esto se obtiene una arquitectura modular, lo que proporciona gran versatilidad al modelo. El modelo planteado se ha empleado para la simulación del comportamiento de un tráiler de transporte refrigerado, se ha simulado el sistema para todo un año operando con un refrigerante convencional (R410a) y con CO2, así se ha podido estimar y comparar el consumo energético que implica el paso de un refrigerante a otro. Se ha comprado a su vez con las simulaciones, que el modelo resulta práctico desde el punto de vista de la sencillez de su implementación y en cuanto a coste computacional