RESUMEN DE LAS APLICACIONES DE SUPERMERCADOS

El controlador KE2 Evap para la eficiencia de bastidores (KE2 Evap-RE) controla todos{j}los componentes y funciones de un evaporador en un sistema de refrigeración.{j} Estos controles los ha utilizado una cadena de supermercados durante los últimos cuatro años{j}, inicialmente para eliminar las visitas del servicio técnico por problemas de formación de hielo en las cámaras de refrigeración y de congelación de los serpentines del evaporador.

Desde las instalaciones iniciales, el RENDIMIENTO DE LA TEMPERATURA EN{j}LA CÁMARA DE CONGELACIÓN, LA REDUCCIÓN DE VISITAS AL SERVICIO TÉCNICO Y LA REDUCCIÓN DE LOS CICLOS DE DESCONGELAMIENTO{j}han permitido aplicaciones adicionales. Se realizó un estudio de caso inicial{j}en la tienda n.º 05 en Vinita, OK, para ilustrar el ahorro.

CONGELADOR DE HELADOS

FIGURA 1:{j}FRECUENCIA DE DESCONGELAMIENTO

BAS (Building Automation System) vs. KE2 Evap for Rack Efficiency (KE2 Evap-RE)

Este gráfico muestra el historial de 31 días de la temperatura del serpentín del evaporador{j}(línea azul) y la temperatura ambiente (línea verde).

BAS (PARTE DERECHA DEL GRÁFICO): esta es la información más antigua. El BAS{j}iniciaba 4 descongelamientos por día, o 28 DESCONGELAMIENTOS POR SEMANA, tal y como estaba programado.{j} Durante todo el periodo de recolección de datos.

CONTROLADOR KE2 EVAP-RE (PARTE IZQUIERDA DEL GRÁFICO): el controlador KE2 Evap-RE{j}tomó el control del circuito y descongeló de forma estratégica solo{j}cuando era necesario, con un promedio de solo 9 DESCONGELAMIENTOS POR SEMANA..

Los picos de temperatura ambiente entre los descongelamientos son indicaciones de{j}periodos de carga pesada, normalmente aperturas de puertas, que se observa que{j}ocurren a lo largo de los 31 días.

FIGURA 2: ANTES - CÁMARA DE CONGELACIÓN CON BAS

Acumulación de hielo causada por largos periodos de apertura de la puerta y{j}ciclos de descongelamiento no gestionados adecuadamente.

FIGURA 3:TEMPERATURA PROMEDIO DE TERMINACIÓN DEL DESCONGELAMIENTO

En este gráfico, resaltamos la temperatura del serpentín para mostrar la{j}temperatura promedio de terminación del descongelamiento.

TEMPERATURA PROMEDIO DEL SERPENTÍN DURANTE LA TERMINACIÓN DEL DESCONGELAMIENTO:

BAS (PARTE DERECHA DEL GRÁFICO): alcanzaba aproximadamente 71 °F.

EL CONTROLADOR KE2 EVAP-RE (PARTE IZQUIERDA DEL GRÁFICO): terminaba con una temperatura{j}promedio más baja de alrededor de 48 °F.

LO QUE ESTO REVELA:La temperatura promedio más alta durante la terminación del descongelamiento{j}es un buen indicador de que el BAS hace funcionar los calentadores de descongelamiento{j}durante periodos más largos, lo que calienta más el congelador{j}cada descongelamiento. Las temperaturas altas en los serpentines contribuyen al efecto de empañamiento en los congeladores{j}, lo que se traduce en una mayor acumulación de nieve y hielo en las protecciones del ventilador{j}, los techos, el producto y las estanterías.

FIGURA 4: EFECTOS DEL DESCONGELAMIENTO EN LA TEMPERATURA AMBIENTE

En este gráfico, es difícil ver la temperatura ambiente (en verde){j}durante la terminación del descongelamiento. Sin embargo, los datos .csv extraídos del controlador{j}muestran claramente la temperatura ambiente promedio durante la terminación del descongelamiento.{j} Con el BAS, el promedio fue de 26 °F; con el controlador KE2 Evap-RE,{j}el promedio fue de 15 °F.

BAS La temperatura con el BAS es de aproximadamente 26 °F

KE2 Evap-RE Controller La temperatura con el CONTROLADOR KE2 EVAP-RE es de aproximadamente 15 °F

LO QUE ESTO REVELA: Esto es un indicador de cuánta más carga{j}el BAS coloca en la habitación durante el descongelamiento. Esta carga adicional,{j}el aire cálido y húmedo, también contribuye a la formación de escarcha en los productos, las estanterías,{j}los techos y las paredes. Además, esta “carga extra” afecta a la temperatura{j}y a la integridad del producto en el espacio. Esta “carga extra”{j}provoca un mayor tiempo de enfriamiento tras el descongelamiento, y contribuye a{j}molestas alarmas de temperatura ambiente. El efecto secundario más evidente es que{j}la carga adicional debe ser eliminada por los compresores del bastidor,{j}lo que puede evitarse y dar lugar a un ahorro energético significativo.{j}.

*Consulte los cálculos de ahorro energético más abajo.

FIGURA 5: RENDIMIENTO SEMANAL CON EL KE2 EVAP-RE

Este gráfico representa la última semana de datos con el KE2 Evap-RE controlando{j}el circuito. Hubo 9 descongelamientos esta semana, y el periodo{j}entre descongelamientos varía, dependiendo de la cantidad de cargas y aperturas de puerta.{j}El BAS se habría programado para iniciar 28 descongelamientos durante{j}este tiempo.

FIGURA 6:

ANTES - Entrada sin cita usando BAS

Acumulación de hielo, como resultado de largos periodos de apertura de la puerta y ciclos de descongelación mal gestionados.

DESPUÉS - CÁMARA DE CONGELACIÓN CON EL KE2 EVAP-RE

La reducción de escarcha y hielo en el serpentín, el producto, el techo y las estanterías es un indicador{j}de que el sistema de refrigeración está controlado correctamente.

RESUMEN DEL ROI *

• AHORRO DE ENERGÍA GRACIAS A LA EFICIENCIA DEL EVAPORADOR
  • Con el KE2 Evap-RE, el evaporador funciona con un mínimo del 90%{j}de su eficiencia o capacidad. Es evidente que el BAS, que provoca visita del servicio técnico{j}por hielo en el serpentín, no mantiene este nivel de eficiencia de funcionamiento.{j}
  • La cantidad de kW por hora ahorrada gracias a esta ventaja es difícil de calcular en un sistema de bastidor,{j}pues hay otras variables del circuito que{j}pueden afectar a una prueba a largo plazo.
• AHORRO DE ENERGÍA POR REDUCCIÓN DE LOS DESCONGELAMIENTOS ($831)
  • En el estudio de caso de la tienda n.º 05 de Vinita, OK, el KE2 Evap-RE redujo los descongelamientos de{j}28 por semana a 9. La reducción de kW por hora para energizar los calentadores{j}sobre una base anual se calcula como de la siguiente forma:{j}7331 kW/h, aproximadamente $660{j}anualmente.
  • La reducción de carga en el bastidor por estos descongelamientos extra se calcula de la siguiente forma:{j}0,877 toneladas al día, 320 toneladas al año. Se calcula que esto{j}hará que el bastidor consuma 1908 kW/hora más{j}al año, lo que equivale aproximadamente a $171.
• AHORRO DE ENERGÍA GRACIAS A DESCONGELAMIENTOS MÁS EFICIENTES ($269)
  • A partir de los gráficos de este estudio, se puede ver claramente que el KE2{j}Evap-RE controla el proceso de descongelamiento del equipo con mayor eficacia.{j} Como resultado, el aumento de la temperatura ambiente durante el descongelamiento{j}es de 11 ºF menos, en promedio, que con el BAS. El aumento adicional de la temperatura ambiente del BAS{j}hace que el bastidor reciba una carga adicional anual de 47 toneladas{j}. Esto se traduce en un consumo adicional de 286 kW/hora,{j}equivalente a un costo anual aproximado de $26.
  • Además de reducir el aumento de temperatura durante el ciclo de descongelamiento,{j}el KE2 Evap-RE hace funcionar el calentador aproximadamente 15 minutos menos{j}por descongelamiento. Así se ahorran 2701 kW/hora al año, unos $243 anuales.
• REDUCCIÓN, Y EN LA MAYORÍA DE LOS CASOS ELIMINACIÓN, DE LAS VISITAS DEL SERVICIO TÉCNICO ($3000)
  • El mayor ahorro que genera el KE2 Evap-RE es gracias a{j}la eliminación de visitas del servicio técnico causadas por la formación de hielo en los serpentines. Según{j}el técnico del supermercado en esta tienda, el KE2 Evap-RE elimina{j}bien 6 visitas de servicio técnico anualmente. Con una visita de servicio técnico estimada de $500,{j}esto supone un ahorro de $3000 dólares al año por cámara de congelación.
  • El personal de la tienda también ha notado que las condiciones de trabajo{j}han mejorado.
  • Se ha reducido o eliminado la escarcha en los suelos;{j
  • }ya no es necesario limpiar la escarcha y el hielo de los productos que se forma en las vitrinas.{j}
  • Se ha eliminado el hielo y la escarcha de las estanterías, o bien se ha reducido hasta el punto{j}en que las cajas y contenedores ya no se pegan, y son más fáciles de{j}descargar y mover.

DATOS RECIENTES

Recientemente, se han recogido más datos de apoyo de 16 cámaras de congelación de 5 tiendas; Arnold, MO n.º 4151, Broomfield, CO n.º 1435, Maplewood, MO n.º 0515,{j}Moore, OK n.º 772, y St. Louis, MO n.º 1322

A continuación se resumen los cálculos y los datos recopilados en{j}estos cinco supermercados. Los datos recopilados corresponden a los últimos 30 días de funcionamiento{j}(de mediados de marzo a mediados de abril de 2018). Tenga en cuenta que las tiendas de la zona de St. Louis, MO,{j}experimentaron fuertes periodos de lluvia en estos conjuntos de datos. Aquí{j}hay una breve explicación de los cálculos:

AHORRO ANUAL EN CALEFACCIÓN:

• Consumo energético base = watts de potencia del calentador (medidos){j}durante el tiempo de funcionamiento programado del calentador.
  • El tiempo de funcionamiento programado del calentador con el BAS actual es de 4 veces al día durante{j}45 minutos. El BAS está configurado para terminar a una temperatura ambiente de 55 °F o{j}45 minutos, lo que ocurra primero. Sin embargo, ninguno de los datos históricos que hemos recopilado{j}ha indicado que el BAS alcance una temperatura ambiente{j}de 55 °F en menos de 45 minutos. Por lo tanto, hemos determinado{j}que los calentadores funcionan 4 veces al día durante 45 minutos con el BAS.
• Uso de KE2 Therm = datos registrados de watts de potencia del calentador (medidos){j}tiempo de funcionamiento del calentador.{
  • El sistema KE2 Therm{j}suele hacer funcionar menos los calentadores durante el descongelamiento e inicia menos descongelamientos por semana. El algoritmo de descongelamiento por demanda solo{j}inicia el descongelamiento cuando es necesario.
• AEl ahorro anual en calefacción es la diferencia en los kW/hora utilizados entre{j}estos dos esquemas de control multiplicados por $0,09, un costo promedio estimado de energía.{

AHORRO ANUAL EN REFRIGERACIÓN:

• Cualquier tiempo extra de funcionamiento del calentador de descongelamiento se traduce en más calor vertido{j}en el congelador que debe ser eliminado por el sistema de refrigeración. El ahorro anual en refrigeración es un cálculo que estima cuánta energía{j}utiliza la estantería para eliminar este calor adicional.
  • Con la temperatura del aire de la habitación registrada después de un descongelamiento, ejecutado por un BAS estándar,{j}se pueden calcular los BTU necesarios para bajar la temperatura de la sala de nuevo{j}al punto de ajuste de la sala. Estos BTU se multiplican{j}por la diferencia en el número de ciclos de descongelamiento requeridos por el BAS frente a{j}los controles KE2 Evap-RE. Ejemplo: Si el BAS descongela 28 veces por semana,{j}y el sistema KE2 Evap-RE solo requiere 12 ciclos de descongelamiento, se ahorra{j}la carga de refrigeración necesaria para recuperarse de {j}{j}16 ciclos de descongelamiento menos (la temperatura ambiente después del descongelamiento con un BAS se capturó{j}en dos sistemas de supermercado en el pasado y se promedió para estos sistemas,{j}ya que no se capturó el tiempo de funcionamiento del sistema BAS en estos sitios para este ejercicio{j}. En el cálculo del ahorro se han utilizado los tamaños reales de las salas y el número de descongelamientos de cada{j}cámara de congelación individual).
  • El consumo de energía estimado del bastidor para este cálculo se obtuvo{j}utilizando una unidad condensadora estándar y un evaporador.{j} Utilizamos la capacidad de refrigeración del catálogo y el consumo de energía{j}de esta “unidad genérica” y calculamos el tiempo de funcionamiento para{j}eliminar los BTU del tiempo de funcionamiento adicional del calentador (calculado anteriormente).Con ese tiempo de ejecución de la unidad podemos calcular la potencia necesaria para hacer funcionar esa{j}“unidad genérica” (creemos que se trata de un enfoque extremadamente conservador{j}. Este método supone que la unidad está funcionando al máximo rendimiento{j}sin tiempo de arranque para llegar a las condiciones y cumple con la capacidad publicada en el catálogo){j}.
  • Dado que el KE2 Evap-RE no hace funcionar los calentadores tanto tiempo durante un ciclo de descongelamiento,{j}la temperatura ambiente no aumenta tanto como cuando el{j}BAS hace funcionar los calentadores durante 45 minutos. Por lo tanto, para cada descongelamiento, el bastidor tiene{j}una carga adicional de BTU necesaria para eliminar el aumento de temperatura ambiente{j}agregada del BAS, en comparación con el sistema KE2 Evap-RE. Calculamos{j}la diferencia de BTU necesaria para bajar la temperatura de la sala desde estas{j}temperaturas diferentes, como se ha descrito anteriormente. El consumo de energía para eliminar{j}esta diferencia en BTU se agrega al ahorro anual en refrigeración.

EL AHORRO PROMEDIO ANUAL DE ENERGÍA POR CÁMARA DE CONGELACIÓN SE CALCULA EN{j} $693,36, LO QUE SUPONE UN PROMEDIO A NIVEL NACIONAL DE $0,09 KW/HORA.

Este ahorro de energía solo tiene en cuenta el tiempo de funcionamiento de la resistencia de descongelamiento y{j}enfriamiento después de un descongelamiento.{j} Los algoritmos de eficiencia del bastidor del KE2 Therm{j}supervisan el rendimiento del evaporador e inician un ciclo de descongelamiento bajo demanda{j}una vez que la acumulación de escarcha en el serpentín ha degradado la eficiencia en un 10%. Esto reduce la potencia del compresor y el tiempo de funcionamiento necesarios para compensar la pérdida de transferencia de calor causada por una acumulación excesiva de escarcha durante un ciclo de refrigeración normal entre los programas de descongelamiento programados convencionales.{j}

Esta reducción del tiempo de funcionamiento del compresor no se recopila en estos datos. Es difícil captarlo en sistemas de bastidor que también{j}controlan otras cajas. Sin embargo, cuando estos controles se aplican a bastidores{j}o RCU que solo controlan una única cámara de congelación, el ahorro total de energía de funcionamiento{j}muestra esta ganancia de rendimiento.

EL CONTROLADOR KE2 EVAP-RE TAMBIÉN EVITA LAS VISITAS DEL SERVICIO TÉCNICO CAUSADAS POR FORMACIÓN DE ESCARCHA.{j}{j}SI SE EVITAN DOS LLAMADAS AL SERVICIO TÉCNICO AL AÑO, SE GENERA UN AHORRO ANUAL DE $1000.{j}

Con la excepción de la tienda de Broomfield, CO, (desconocemos el historial de servicio de{j}esta tienda), el KE2 Evap-RE evita muchas más{j}que 2 visitas del servicio técnico al año por cámara de congelación según el historial de servicio de la tienda.{j}

EL AHORRO PROMEDIO TOTAL ESTIMADO PARA ESTOS CINCO CENTROS, POR CÁMARA DE CONGELACIÓN, ES DE{j} $1693,36 AL AÑO.

CONSIDERACIONES CLIMÁTICAS

Creemos{j}que estos establecimientos: Broomfield (Colorado), Moore (Oklahoma) y St. Louis (Misuri) representan unas condiciones meteorológicas nominales adecuadas para el país.{j} A{j}medida que se traslada a climas más secos, los controles ahorrarán más en la reducción de descongelaciones y en refrigeración.{j}A medida que se traslada a climas con . mayor humedad, verá más{j}ahorros en la reducción de visitas del servicio técnico y en la eficiencia de la refrigeración con serpentines más limpios y sin hielo.{

{j}Independientemente de dónde se apliquen los controles, se adaptarán y{j}optimizarán el funcionamiento del equipo para ese entorno. I{j}Si la puerta se abre mucho o poco, el KE2 Evap-RE maximiza la eficiencia de los sistemas de refrigeración. EL BAS “ESTÁNDAR” NO ESTÁ{j}DISEÑADO PARA AJUSTARSE A ESTAS VARIABLES EN LAS CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO. Realizará{j}la misma cantidad de descongelamientos durante el mismo tiempo, a la{j}misma hora todos los días, independientemente de las condiciones. Si la puerta nunca se abre{j}, si la cámara de congelación está en Phoenix o en Nueva Orleans, independientemente de si{j}es primavera, verano, otoño o invierno, el BAS no se adapta para maximizar{j}el rendimiento del equipo.

ARNOLD, MO STORE N.º 4151{j}CIRCUIT

Broomfield, CO Store 1435

MAPLEWOOD, MO TIENDA 0515

MOORE, OK TIENDA 772

ST. LOUIS (TELEGRAPH) TIENDA N.º 3122

*A8 Los datos del controlador de este circuito indican que hay{j}un problema que comenzó hace 20-25 días. Con un poco de evaluación y solución de problemas,{j}debería ser capaz de funcionar mucho mejor. No{j}incluimos este circuito por problemas del sistema. Consulte los detalles en el gráfico{j}a continuación.

GRÁFICO DE RENDIMIENTO DE 31 DÍAS{j}DE LA TIENDA DE ST. LOUIS (TELEGRAPH) 3122{j}CIRCUITO B9

GRÁFICO DE RENDIMIENTO DE 31 DÍAS DE LA TIENDA DE BROOMFIELD, CO, 1435 CIRCUITO B3

GRÁFICO DE RENDIMIENTO DE 31 DÍAS DE LA TIENDA DE BROOMFIELD, CO, 1435 CIRCUITO B8

GRÁFICO DE RENDIMIENTO DE 31 DÍAS DE LA TIENDA DE BROOMFIELD, CO, 1435 CIRCUITO B9

VENTAJAS ADICIONALES

Por nuestra experiencia en muchas aplicaciones, los gráficos y diagnósticos{j}de los controladores KE2 Therm también ayudarán a los técnicos a{j}identificar los sistemas que no funcionan eficazmente, antes de que{j}generen problemas. Las revisiones periódicas{j}de las cámaras de congelación durante las visitas habituales a la tienda permitirán identificar rápidamente{j}posibles problemas con los datos y gráficos disponibles. (Ejemplo: problemas con la apertura de la puerta,{j}problemas con la bandeja/tubería de drenaje,{j}problemas con el apilamiento de productos, ajustes del punto de ajuste, función del calentador de descongelamiento). El siguiente gráfico es un ejemplo de cómo se puede identificar un problema.{j}

GRÁFICO DE RENDIMIENTO DE 31 DÍAS DE LA TIENDA DE {j}ST. LOUIS (TELEGRAPH) 3122{j}CIRCUITO A8

VENTAJAS ADICIONALES

Por nuestra experiencia en muchas aplicaciones, los gráficos y diagnósticos{j}de los controladores KE2 Therm también ayudarán a los técnicos a{j}identificar los sistemas que no funcionan eficazmente, antes de que{j}generen problemas. Las revisiones periódicas{j}de las cámaras de congelación durante las visitas habituales a la tienda permitirán identificar rápidamente{j}posibles problemas con los datos y gráficos disponibles. (Ejemplo: problemas con la apertura de la puerta,{j}problemas con la bandeja/tubería de drenaje,{j}problemas con el apilamiento de productos, ajustes del punto de ajuste, función del calentador de descongelamiento). El siguiente gráfico es un ejemplo de cómo se puede identificar un problema.{j}

GRÁFICO DE RENDIMIENTO DE 31 DÍAS DE LA TIENDA DE ST. TIENDA LOUIS (TELEGRAPH) 3122 CIRCUITO A8

RESUMEN

Facilidad para solucionar problemas del sistema, mantener{j}temperatura ambiente, estabilidad de la temperatura del producto y{j}reducir los costos de los servicios son algunas de esas ventajas. Con los datos{j}recopilados para este proyecto, los ahorros promedio estimados son los siguientes:

AHORRO PROMEDIO POR PERSONA