EVALUACIÓN DEL EYECTOR PARA REFRIGERACIÓN A TEMPERATURA ULTRA BAJA (-80 ºC) USANDO REFRIGERANTES NATURALES
DOI:
https://doi.org/10.21134/mtpkf009Palabras clave:
Refrigeración, Compresores, COP, Refrigerantes Naturales, Eficiencia EnergéticaResumen
La necesidad de refrigeración a ultra baja temperatura se ha intensificado en los últimos años tras la aparición de vacunas en respuesta a la pandemia de COVID-19. Las tecnologías actuales para este rango de temperaturas son pocas, con un rendimiento muy bajo y utilizando refrigerantes con un alto potencial de calentamiento atmosférico. Este artículo trata de estudiar la introducción del eyector en ciclos en cascada para la refrigeración a ultra baja temperatura (-80 ºC) y estudiar su implementación tanto en ambas etapas como en una, analizando su comportamiento y resultados. El estudio se lleva a cabo con los refrigerantes R290 en la etapa de alta temperatura y R170 en la etapa de baja temperatura, ya que estos son refrigerantes naturales con un potencial de calentamiento atmosférico muy bajo. Los resultados muestran que el eyector es un componente que provoca mejoras del 21 % en la eficiencia del ciclo cuando se coloca en ambas etapas. Además, emite menos de la mitad (-57.5 %) de CO2e en comparación con los ciclos actuales para este rango de temperaturas.
Referencias
A. Mota-Babiloni et al., “Ultralow-temperature refrigeration systems: Configurations and refrigerants to reduce the environmental impact,” International Journal of Refrigeration, vol. 111. Elsevier Ltd, pp. 147–158, Mar. 01, 2020, doi: 10.1016/j.ijrefrig.2019.11.016.
P. Mumanachit, D. T. Reindl, and G. F. Nellis, “Comparative analysis of low temperature industrial refrigeration systems,” in International Journal of Refrigeration, Jun. 2012, vol. 35, no. 4, pp. 1208–1221, doi: 10.1016/j.ijrefrig.2012.02.009.
C. Mateu-Royo, C. Arpagaus, A. Mota-Babiloni, J. Navarro-Esbrí, and S. S. Bertsch, “Advanced high temperature heat pump configurations using low GWP refrigerants for industrial waste heat recovery: A comprehensive study,” Energy Convers. Manag., vol. 229, p. 113752, Feb. 2021, doi: 10.1016/J.ENCONMAN.2020.113752.
C. M. Udroiu, A. Mota-Babiloni, and J. Navarro-Esbrí, “Advanced two-stage cascade configurations for energy-efficient –80 °C refrigeration,” Energy Convers. Manag., vol. 267, p. 115907, Sep. 2022, doi: 10.1016/J.ENCONMAN.2022.115907.
J. Sun et al., “COVID 19 vaccine distribution solution to the last mile challenge: Experimental and simulation studies of ultra-low temperature refrigeration system,” Int. J. Refrig., vol. 133, pp. 313–325, Jan. 2022, doi: 10.1016/J.IJREFRIG.2021.11.005.
C. M. Udroiu, A. Mota-Babiloni, C. Espinós-Estévez, and J. Navarro-Esbrí, “Energy-Efficient Technologies for Ultra-Low Temperature Refrigeration,” pp. 309–322, 2022, doi: 10.1007/978-981-16-9101-0_22.
Y. Li, J. Yu, H. Qin, Z. Sheng, and Q. Wang, “An experimental investigation on a modified cascade refrigeration system with an ejector,” Int. J. Refrig., vol. 96, pp. 63–69, Dec. 2018, doi: 10.1016/j.ijrefrig.2018.09.015.
H. S. Cao and H. J. M. ter Brake, “Progress and challenges in utilization of ejectors for cryogenic cooling,” Appl. Therm. Eng., vol. 167, p. 114783, Feb. 2020, doi: 10.1016/J.APPLTHERMALENG.2019.114783.
P. Kasi and M. Cheralathan, “Review of cascade refrigeration systems for vaccine storage,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 2054, no. 1, p. 012041, Oct. 2021, doi: 10.1088/1742-6596/2054/1/012041.
M. Gong, Z. Sun, J. Wu, Y. Zhang, C. Meng, and Y. Zhou, “Performance of R170 mixtures as refrigerants for refrigeration at −80 °C temperature range,” Int. J. Refrig., vol. 32, no. 5, pp. 892–900, Aug. 2009, doi: 10.1016/J.IJREFRIG.2008.11.007.
T. Bai, D. Li, H. Xie, G. Yan, and J. Yu, “Experimental research on a Joule-Thomson refrigeration cycle with mixture R170/R290 for −60 °C low-temperature freezer,” Appl. Therm. Eng., vol. 186, p. 116476, Mar. 2021, doi: 10.1016/J.APPLTHERMALENG.2020.116476.
C. M. Udroiu, A. Mota-Babiloni, P. Giménez-Prades, Á. Barragán-Cervera, and J. Navarro-Esbrí, “Thermodynamic evaluation of CO2 for ultra-low temperature refrigeration,” Energy Convers. Manag. X, vol. 20, p. 100446, Oct. 2023, doi: 10.1016/J.ECMX.2023.100446.
J. C. Rodriguez-Criado, J. A. Expósito-Carrillo, B. Peris Pérez, and F. Dominguez-Muñoz, “Experimental performance analysis of a packaged R290 refrigeration unit retrofitted with R170 for ultra-low temperature freezing,” Int. J. Refrig., vol. 134, pp. 105–114, Feb. 2022, doi: 10.1016/J.IJREFRIG.2021.11.015.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2024 XI Congreso Ibérico y IX Congreso Iberoamericano de Ciencias Técnicas del Frío
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.