Análisis de las diferentes configuraciones de ciclos de refrigeración con CO2 aplicados a supermercados en zonas cálidas y estudio de posibilidades de recuperación de calor

Abstract

[ES] En el presente proyecto de Trabajo Final de Máster se va a realizar el análisis energético de distintas configuraciones para abastecer la demanda energética térmica de refrigeración de un supermercado, a través del uso del CO2 como refrigerante único de la instalación, y establecer las posibilidades existentes en el ciclo de refrigeración para abastecer la demanda térmica de climatización y ACS, a través de la recuperación del calor con el objetivo de optimizar el rendimiento energético de la instalación. Las instalaciones con uso de CO2 como refrigerante único actualmente están desarrolladas para climas fríos, pero en climas cálidos es necesario un análisis de las posibles configuraciones que aumenten su rendimiento energético, ya que la mayor parte del tiempo se trabaja con ciclo transcrítico que presenta mayor complejidad para las instalaciones de refrigeración. Por lo tanto en el proyecto se busca analizar las configuraciones de ciclos que solo utilicen CO2 como refrigerante para supermercados ubicados en zonas de climas cálidos de forma que se obtengan mejoras en el rendimiento energético. Para el desarrollo del presente proyecto se usará la herramienta de Coolprop que proporcionará los datos termodinámicos de los ciclos de estudio. Para obtener unos resultados acordes a la situación real que existe en los supermercados actuales, se estudiará cual es la configuración de ciclo más eficiente energéticamente para un supermercado modelo, diseñado con datos reales de demanda térmica de climatización y refrigeración para zonas climáticas cálidas. Con el objetivo de desarrollar un modelo que sirva en el futuro para la incorporación de sistemas de refrigeración más respetuosos con el medio ambiente y el calentamiento global en línea con las nuevas normativas europeas F-Gas.

[EN] In this Master Final Project, the energy analysis of different configurations will be carried out to supply the thermal energy demand of refrigeration of a supermarket, through the use of CO2 as the sole refrigerant of the installation, and establish the specific possibilities in The refrigeration cycle for the supply of thermal demand for air conditioning and DHW, through the recovery of heat with the aim of calibrating the energy performance of the installation. Installations using CO2 as a single refrigerant are currently developed for cold climates, but in hot climates an analysis of the possible configurations that increase their energy efficiency is necessary, since most of the time they work with a transcritical cycle that presents greater complexity for refrigeration installations. Therefore, the project seeks to analyze the cycle configurations that only CO2 uses as a refrigerant for specific supermarkets in hot weather areas so that energy efficiency improvements are obtained. For the development of this project, use the Coolprop tool that will provide the thermodynamic data of the study cycles. To obtain results according to the real situation that exists in today's supermarkets, the most energy efficient cycle configuration for a model supermarket will be studied, designed with real data on thermal demand for air conditioning and cooling for warm climatic zones. With the aim of developing a model that will serve in the future for the transformation of refrigeration systems that are more environmentally friendly and global warming in line with the new European regulations F-Gas.

[CA] En el present projecte de Treball Final de Màster es realitzarà l'anàlisi energètica de diferents configuracions per a proveir la demanda energètica tèrmica de refrigeració d'un supermercat, a través de l'ús del CO2 com a refrigerant únic de la instal·lació, i establir les possibilitats existents en el cicle de refrigeració per a proveir la demanda tèrmica de climatització i ACS, a través de la recuperació de la calor amb l'objectiu d'optimitzar el rendiment energètic de la instal·lació. Les instal·lacions amb ús de CO2 com a refrigerant únic actualment estan desenvolupades per a climes freds, però en climes càlids és necessari una anàlisi de les possibles configuracions que augmenten el seu rendiment energètic, ja que la major part del temps es treballa amb cicle transcrític que presenta major complexitat per a les instal·lacions de refrigeració. Per tant en el projecte es busca analitzar les configuracions de cicles que només utilitzen CO2 com a refrigerant per a supermercats situats en zones de climes càlids de manera que s'obtinguen millores en el rendiment energètic. Per al desenvolupament del present projecte s'usarà l'eina de Coolprop que proporcionarà les dades termodinàmiques dels cicles d'estudi. Per a obtindre uns resultats concordes a la situació real que existeix en els supermercats actuals, s'estudiarà com és la configuració de cicle més eficient energèticament per a un supermercat model, dissenyat amb dades reals de demanda tèrmica de climatització i refrigeració per a zones climàtiques càlides. Amb l'objectiu de desenvolupar un model que servisca en el futur per a la incorporació de sistemes de refrigeració més respectuosos amb el medi ambient i el calfament global en línia amb les noves normatives europees F-Gas.