UNIDAD: IZTAPALAPA

’ DIVISION: CBI

/CARRERA: INGENIERÍA EN ENERGÍA

MATERIA: SEMINARIO DE PROYECTOS I1

’TÍTULO: PROGRAMA DE EVALUACION DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE REFRIGERADORES ELECTRODOMÉSTICOS, CONFORME A LA NORMA NOM-072-SCFI- 1994

1’ FECHA: MARZO DE 1999 “c

MATRICULA: 89229923

ASESOR: DR. JUAN JOSÉ AMBRIZ GARCÍA

lndice

I N D I C E

INTRODUCCI~N ................................................................................................................................................................... I

CAPITULO 1: NORMA 72 EFICIENCIA ENERGÉTICA DE REFRIGERADORES ELECTRODOMÉSTICOS

ANTECEDENTES ............................................................................................................................................................... 1 1,TIPODEREFRIGERADORQUE SE VAA SOMETER APRUEBA ................................................................................................... 3 2. VALORES DECONSUMOENERG~TICOMAXIMOSDEACUERDOALANO RMA ......................................................................... 3 3. TOD DO DE PRUEBA .......................................................................................................................................................... 5

3.1 El cuarto depnreba .................................................................................................................................................. 5 3.2 Instalacidn del aparato ............................................................................................................................................. .5 3.3 Drstnbucwn de termopares. ...................................................................................................................................... 7 3.4 Temperatura de conpartmuento.. ............................................................................................................................. 9 3.5 Condiciones de carga simulada.. ......................................................................................................................... ..,I O 3.6 Secuencia de h e b a s . . ............................................................................................................................................ I O

4. TIEMPODE PRUEBA. ........................................................................................................................................................ 1 1 5. CÁLCULOS DEL CONSUMO DEENERG fA ............................................................................................................................. 12 6. DETERMINACI~NDEL CONSUMODE ENERG~PROMEDIO DE UNCICLO. ............................................................................. 12

. . . I

. .

CAPITULO 2: MANUAL DEL USUARIO

REQUISITOS DEL SISTEMA .......................................................................................................................................... 15

CONCLUSIONES ................................................................................................................................................................. 24

ANEXOS

ANEXO A. .......................................................................................................................................................................... A ANEXO B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B ANEXO c ........................................................................................................................................................................... c

BIBLIOGRAFIA

El presente trabajo es el Informe Final del Seminario de Proyectos de Ingeniería en Energía

denominado “Programa de Evaluación de la Eficiencia Energética de Refrigeradores

Electrodomésticos, conforme a la NOM-072-SCFI-1994” dentro de la actividad “Elaboración del

Catálogo de Pruebas a Equipos de Refrigeración en el Laboratorio de Ambiente Controlado”,

realizado por el alumno Hector Manuel Zúñiga Garcia.

El programa se basa en la Norma Oficial Mexicana NOM-072-SCFI-1994, Eficiencia Energética

de Refrigeradores Electrodomésticos. Límites, Métodos de Prueba y Etiquetado.

Como parte del proyecto se elaboró un Sistema de Cómputo que permite analizar los resultados

obtenidos en el Laboratorio de Ambiente Controlado, para determinar si los refrigeradores a

prueba cumplen con lo establecido por dicha Norma.

Para establecer el consumo energético del aparato a probar se retoma la parte de la Norma que

determina cómo realizar las pruebas y cuáles son las condiciones del Laboratorio de Ambiente

Controlado que se deben cumplir para dichas pruebas.

Este informe está estructurado en dos partes; la primera se refiere al estudio de la Norma

Oficial para conocer cuales son los pasos a seguir para la determinación de la eficiencia

energética y la segunda contiene el Manual de Usuario del Sistema de Cómputo,

proporcionando una descripción detallada del uso del mismo.

El Sistema de Cómputo servirá para la creación de una base de datos que permita tener el

registro de todas las pruebas realizadas en el Laboratorio de Ambiente Controlado. Además de

ser una herramienta que ayude a todos los usuarios a realizar los cálculos establecidos por la

Norma.

I

CAPITULO I

NORMA 72 EFICIENCIA ENERGÉTICA DE REFRIGERADORES ELECTRODOMÉSTICOS

NOM - 72

ANTECEDENTES

De acuerdo con la ley federal sobre Metrología y Normalización, publicada en el Diario Oficial de la Federación del 1 O de julio de 1992, se inició la instauración de los Comités Consultivos Nacionales de Normalización por parte de las diferentes dependencias del Ejecutivo Federal, para el desarrollo de las Normas Oficiales Mexicanas -NOM- de carácter obligatorio y cobertura nacional. De esta manera, la elaboración de Normas Oficiales ha tenido avances significativos.

La finalidad de estas Normas es reducir o minimizar, por un lado, el consumo de energía y el costo de los insumos de los sectores productivos y, por el otro, el gasto en la explotación y utilización de recursos renovables y no renovables. Asimismo, es de suma importancia aminorar el nivel de emisión de contaminantes que se derivan de la generación de energía eléctrica.

Todo esto reporta indudables ventajas y beneficios tanto para los usuarios, en los ahorros económicos obtenidos en el pago de las facturas de consumo, como para los fabricantes de los aparatos, en aspectos de competitividad y participación en los mercados extranjeros, así como para las compañías suministradoras de energía eléctrica, con la disminución del crecimiento de la demanda que permite posponer o reprogramar inversiones en instalaciones de generación, liberando capacidad de generación eléctrica basándose en ahorros de energía. Desde luego, también redunda en un provecho para México, puesto que simultáneamente se arraiga en una cultura de ahorro en el país.

A través de la implantación de la Normas se trata también de evitar que productos procedentes de otros países, con menor calidad y eficiencia que los mexicanos, crucen nuestras fronteras propiciando una competencia desleal y consumos excesivos de energía eléctrica.

En este contexto, vale la pena aclarar que ciertas Normas que se elaboran actualmente, no se traducirán de manera inmediata en ahorros de energía eléctrica, sino únicamente en valores de una eficiencia tal, que permitan a los fabricantes nacionales competir con mayores ventajas con los productos de importación de menor eficiencia.

Las etapas a seguir para que una Norma se publique oficialmente y entre en vigor en el ámbito nacional son:

1. Estudio de factibilidad técnica y económica del producto a normalizar. 2. Elaboración del anteproyecto de Norma en los grupos de trabajo del Comité Consultivo

3. Aprobación del anteproyecto de Norma terminado por el Comité Consultivo. 4. Publicación del anteproyecto en el Diario Oficial de la Federación, como Proyecto de Norma

5. Concertación y respuesta a los comentarios recibidos en la consulta pública (45 días). 6. Publicación definitiva del proyecto de Norma como Norma Oficial Mexicana, a través del

correspondiente.

Oficial Mexicana, para consulta pública de 90 días.

Diario Oficial de la Federación, estableciendo la fecha de entrada en vigor de la misma.

1

NOM - 72

Una vez aprobadas por el comité, las Normas Oficiales Mexicanas son expedidas por la dependencia competente y publicadas en el Diario Oficial de la Federación.

La NOM-72 para eficiencia energética de refrigeradores electrodomésticos. Límites y métodos de prueba, publicada el 8 de septiembre de 1994, fija los límites máximos de consumo de energía que deben cumplir los refrigeradores electrodomésticos operados por motocompresor hermético, comercializados en la República Mexicana. Establece el método de prueba para verificar su cumplimiento, entró en vigor el 1 O de enero de 1995.

Los límites especificados por esta NOM hacen posible disminuir el consumo y la demanda nacional de energía eléctrica con respecto a los que se tendrían sin su aplicación y determinan los beneficios que se señalan a continuación.

Resultados que se obtendrán:

Cantidad de equipos producidos al año

(1 ) Asociacibn Nacional de Fabricantes de Aparatos Dom6sticos (2) CFE, Desarrollo del Mercado Elbctrico

2

NOM - 72

1 .Tipo de refrigerador que se va a someter a prueba

Para efectos de aplicación de esta prueba bajo Norma, los refrigeradores se clasifican de acuerdo a la tabla 1 :

TABLA 1. CLASIFICACIÓN DE LOS REFRIGERADORES.

Parcialmente automático Refrigerador / congelador Automático

nota: en el anexo A se explica con más detalle cada uno de ellos.

2. Valores de consumo energético mhximos de acuerdo a la norma.

El motivo de esta prueba es que los refrigeradores cumplan con ciertos valores de consumo máximo, los cuales a continuación se enlistan.

TABLA 2. VALORES MÁXIMO DE CONSUMO ENERGÉTICO

0.476 VA + 299

2. R/C con deshielo parcialmente automático 0.367 VA + 398 3. R/C con deshielo automático con congelador montado en la parte superior sin surtidor de hielo y/o agua a través de la puerta y automático de duración larga. 4. R/C con deshielo automático con congelador montado lateralmente sin

surtidor de hielo y/o agua a través de la puerta

0.564 VA + 355 I 0.416 VA + 501 I

5 . R/C con deshielo automático con congelador montado en la parte inferior sin surtidor de hielo y/o agua a través de la puerta. 0.582 VA + 367

6. R/C con deshielo automático con congelador montado en la parte superior con surtidor de hielo y/o agua a través de la puerta 0.620 VA + 391 I

7. R/C con deshielo automático con congelador montado lateralmente con surtidor de hielo y agua a través de la puerta 0.575 VA + 527

3

NOM - 72

Donde: Emex es el consumo de energía máximo por año, en kwh VA es el volumen ajustado, en dm3

en el anexo B se explica como hacer el cálculo del volumen ajustado.

Una vez que se ha obtenido el volumen ajustado del refrigerador en prueba, se substituye este valor en las ecuaciones de la tabla 2, para saber cual debe ser el consumo máximo de energía que deberá tener dicho refrigerador.

2.1 Así como se tienen consumos máximos normalizados, también se cuenta con temperaturas de referencia normalizadas, éstas se enlistan en la tabla 3.

TABLA 3. Temperaturas de referencia normalizadas.

Estas temperaturas determinarán si el refrigerador cumple con la norma de acuerdo a las pruebas que se especifican en el apartado 3.6

4

NOM - 72

3. Mbtodo de prueba.

Una vez identificado el refrigerador y el consumo máximo de energía se procede al método de prueba que consistirá de los siguientes pasos:

3.1 El cuarto de prueba.

La prueba consiste en las mediciones eléctricas y de temperaturas (en el anexo C se especifican que instrumentos de mediciones se deben usar), para ello se debe de contar con un cuarto de prueba, el cual se debe de llevar a las siguientes condiciones:

a) La temperatura ambiente del cuarto de prueba medida a una distancia de 25.4 cm (10 in) del centro de las paredes laterales del aparato y a una altura de 91.5 cm (3 ft) de la base del aparato debe ser 32 "C ~ 0 . 6 "C. Esta temperatura debe mantenerse dentro de la tolerancia señalada durante el período de estabilización al igual que durante las pruebas.

El gradiente vertical de temperatura en cualquier punto arriba de 5.1 cm (2 in) del piso o de la plataforma del soporte y hasta 30.5 cm (1 ft) arriba de la parte superior del gabinete no debe ser mayor de 0.9 "C por metro de distancia vertical (0.5 OF por pie).

Cuando se use plataforma, ésta debe tener su parte superior sólida con los lados abiertos para permitir la circulación del aire por su parte inferior. La plataforma debe extenderse por lo menos 30.5 cm (1 ft) al frente y lados del gabinete y en la parte posterior la distancia necesaria para quedar a tope con la pared del cuarto de prueba.

El uso de la plataforma es obligatorio cuando la temperatura del piso no esté dentro del intervalo de 2 1.7 "C (2 3°F) de la temperatura ambiente especificada.

b) Circulación del aire. El refrigerador en prueba debe estar protegido de corriente de aire cuya velocidad sea mayor de 0.254 m/seg. ( 50 ft/min).

c) Radiación. El refrigerador en prueba debe estar protegido de radiación directa de cualquier superficie enfriada o calentada cuya temperatura tenga una diferencia de más de 5.6 "C (1 O OF) con la temperatura ambiente del cuarto de prueba.

d) Alimentación eléctrica. El suministro eléctrico debe ser de 60 Hz y la tensión de 127 V 2 1V. La tensión debe ser medida en la alimentación de producto sometido a prueba mientras el motocompresor esté operando.

3.2 lnstalacidn del aparato

El refrigerador se debe instalar con sus paredes laterales a una distancia igual o mayor a 250 mm de cualquier superficie para asegurar la libre circulación del aire. El espacio entre la pared

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trasera del refrigerador y la pared del cuarto de pruebas (o pared simulada) debe ser la que indica el fabricante, o la determinada por topes mecánicos del gabinete; de no existir algunas de estas dos condiciones el aparato se coloca a 50 mm de separación entre la pared y el punto más cercano del fondo del refrigerador. El refrigerador se debe de llevar a las siguientes condiciones de funcionamiento:

Deflectores abiertos, a menos que se especifique de otra manera en el manual de instrucciones del fabricante. Los dispositivos automáticos generadores de hielo no deben funcionar durante la prueba. Los controles de temperatura para los compartimientos de mantequilla deben funcionar en el nivel de consumo energético mínimo. Luces de cortesía, radios, relojes, lámparas higiénicas cuando exista la posibilidad mediante un interruptor. Accesorios operados eléctricamente, de inicio manual y operar en su nivel de consumo energético mínimo. Compartimientos de alimentos convertibles a congelador control de temperatura de máximo consumo energético. Otros compartimientos con temperatura controlables

y similares deben desconectarse

terminación automática deben de

deben operarse en la posición de

se consideran compartimientos especiales (como serían legumbrera y compartimiento de carnes) y son probadas con sus controles de temperatura en la posición en que se logre la menor temperatura posible. En modelos sin deshielo automático el evaporador requiere de deshielo antes de cada prueba. Las charolas en el interior del aparato deben secarse después del deshielo y previamente al inicio de otras pruebas. Antes que el aparato sea probado por primera vez, éste debe operar un tiempo suficiente para asegurar el correcto funcionamiento de todos sus componentes. En ningún caso este período debe ser menor de 24 horas de funcionamiento. El período de operación puede llevarse a cabo a cualquier temperatura ambiente que se considere conveniente.

Para que el refrigerador se someta a prueba debe de alcanzar una condición térmica estable, éSta se alcanza cuando las mediciones de temperatura de cualquier compartimiento tomadas en intervalos de 4 minutos o menos, durante un período de estabilización, no cambian a una tasa mayor que 0.023 "C (0.042 "F) por hora, determinada mediante el procedimiento que corresponda a (1) o (2).

1.

2.

El promedio de las mediciones de un período de dos horas si no existen ciclos del motocompresor o durante un número de ciclos normales completos a lo largo de por lo menos dos horas comparada con el promedio obtenido en un periodo equivalente con al menos 3 horas de tiempo transcurrido entre los periodos de medición. Si los controles de deshielo operan durante la prueba el procedimiento descrito en (a) no puede utilizarse, el promedio de las mediciones durante un número de ciclos repetitivos completos a lo largo de por lo menos dos horas incluyendo el último ciclo completo anterior al ciclo de deshielo, o en el caso de que no existan ciclos del motocompresor, el promedio de las mediciones durante las dos horas anteriores al ciclo de deshielo se comparan con el promedio del periodo de la misma duración que transcurre antes del siguiente ciclo de deshielo.

6

NOM - 72

3.3 Distribución de termopares.

A los refrigeradores, según del tipo de que se trate (tabla I), se le colocan termopares en las posiciones que se muestran en las figuras 1,2,3 6 4, según corresponda.

Para los refrigeradores solos (que tienen compartimiento congelador o que el volumen de este es menor o igual a 14.5 dm3) no se reporta temperatura del compartimiento congelador.

En caso de haber interferencia para colocar los termopares en los puntos especificados en las ilustraciones 1, 2, 3 6 4, según corresponda, por un arreglo diferente en el compartimiento de alimentos se seleccionan los puntos más cercanos a lo dispuesto y se reportan estos nuevos puntos.

Modelos sin control de temperatura ajustable por el usuario. Se mide la temperatura y el consumo de energía con el control de temperatura operando normalmente, de acuerdo a las instrucciones del fabricante. Modelos con control de temperatura ajustable por el usuario. La prueba se debe llevar a cabo de acuerdo a las secuencias enunciadas en el apartado 3.6

Ilustración 1. Colocación de Termopares en Refrigeradores Solos

7

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Ilustración 2. Colocación de termopares en refrigeradores convencionales

Ilustraci6n 3. Colocación de termopares en refrigeradores congeladores superior o inferior

f E

P R - 1

ObservaoMn: .b cobcacibn de termapares en al cinnpartimidnto congsh?dot es !a misma si este Compsrtimienta se locatia en kt palls h?ferior de los aparatos

t

a

NOM - 72

Ilustración 4 Colocación de termopares en refrigeradores congeladores con congelador lateral.

3.4 Temperatura de compartimiento.

La Temperatura de compartimiento para cada período de pruebas es el promedio de las temperaturas registradas en un compartimiento durante un ciclo completo o varios ciclos completos del motocompresor.

Para aparatos con deshielo automático de período largo las temperaturas del compartimiento son las mismas medidas en la primera parte del periodo de prueba especificado en el paso 4.

El número de ciclos completos del motocompresor sobre los cuales se obtiene el promedio de las temperaturas medidas para determinar la temperatura del compartimiento debe ser igual al número de minutos entre lecturas de temperaturas medidas, redondeando al siguiente minuto entero o al número de ciclos completos a lo largo de un período que exceda una hora.

Uno de los ciclos incluidos debe ser el último ciclo completo del motocompresor del período de prueba.

Con ciclos del motocompresor inexistentes, la temperatura del compartimiento es el promedio de las temperaturas medidas registradas en los últimos 32 minutos del período de prueba.

Con los ciclos incompletos del motocompresor (menos de un ciclo), la temperatura del compartimiento es el promedio de las temperaturas medidas registradas durante las últimas 3 horas del último ciclo de funcionamiento del motocompresor.

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3.5 Condiciones de carga simulada.

La carga simulada consiste en paquetes que miden: 130 x 100 x 40 mm t 15 %. Los paquetes deben sellarse o cubrirse con alguna envoltura que evite que se escape la humedad que tienen. Los paquetes de carga deben llenarse con aserrín de maderas duras humedecidas con agua de tal manera que la densidad de los paquetes sea 560 2 80 kg / m3.

En las pruebas a los refrigeradores solos y a los refrigeradores/congeladores con deshielo automático no se utiliza carga simulada.

Los refrigeradores convencionales y refrigeradoredcongeladores con deshielo manual, deshielo semiautomático y deshielo parcialmente automático, con un compartimiento congelador cuyo volumen sea mayor a 14.5 dm3 debe llevar una carga simulada en el compartimiento congelador.

Para la medición de temperaturas en el compartimiento congelador los termopares deben estar en el centro geométrico de los paquetes y éstos a su vez colocados de tal forma que los puntos donde se mida la temperatura coincidan con los mostrados en las figuras 2, 3, ó 4, según corresponda. Si es necesario el cambio de estas localizaciones por interferencia con el arreglo del compartimiento congelador, debe procurarse la posición más cercana o los puntos especificados en estas figuras y reportarse la localización seleccionada.

El compartimiento congelador debe llenarse con el 75 % del número máximo de paquetes que pueda contener su volumen. El espacio de aire alrededor de la carga del congelador debe ser de 15 a 40 mm, con los paquetes colocados en forma piramidal, o bien, estratos uniformes alineados segljn sea necesario para localizar apropiadamente los termopares de acuerdo con lo que se menciona arriba.

Cada sección o anaquel del compartimiento congelador (si existe) se carga con el 75% de su capacidad total, con los paquetes descritos. Los anaqueles de los interiores de la puerta del compartimiento congelador (si existe) se cargan con el número máximo de paquetes que puedan contener.

Se puede emplear una rejilla de alambre con espaciadores de material bajo en conductividad térmica para cuidar que los paquetes no se muevan y obstruyan el espacio de aire.

3.6 Secuencia de Pruebas.

Las pruebas se realizan, después de obtener la condición térmica estable del aparato.

A. La primera prueba requiere que se coloquen los controles de temperatura de los compartimientos en su posición media, entre las posiciones más fría y más caliente del control de temperatura.

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B. La segunda prueba requiere que se coloquen los controles de temperatura de los compartimientos en su posición más fría o más caliente, la que sea apropiada para obtener una temperatura mayor y otra menor que la temperatura de referencia normalizada que corresponda al tipo de refrigerador que se está probando con la presente prueba y la requerida en le inciso (A).

Si las temperaturas obtenidas durante estas dos pruebas son mayores o menores que la temperatura de referencia normalizada, entonces los resultados de las dos pruebas se utilizan para determinar el consumo de energía.

Si la temperatura del compartimiento de referencia, medida con los controles de temperatura en la posición de más caliente, es menor que la temperatura de referencia normalizada y además la temperatura del compartimiento de alimentos es menor a 7 "C en refrigeradores convencionales y en refrigeradoreskongeladores, excluyendo refrigeradores solos, entonces el resultado de esta prueba es el Único empleado para determinar el consumo de energía.

Si las dos temperaturas son mayores a la temperatura de referencia, el producto no cumple con la Norma.

4. Tiempo de prueba.

Una vez lograda la condición térmica estable del aparato, el tiempo de prueba está determinado por el tipo de deshielo.

1. Deshielo manual, semiautomático y parcialmente automático. La prueba empieza en un arranque de compresor y dura por lo menos tres horas; durante el período de prueba el compresor debe completar dos o más ciclos. Si no ocurre paro del compresor, determinado previamente durante el período de estabilización, el período debe ser de por lo menos de 3 horas.

Si el compresor presenta ciclos de motocompresor incompletos (menos de dos ciclos del motocompresor) durante un período de 24 horas, los resultados del período de 24 horas deben de todas maneras utilizarse para determinar el consumo energético.

2. Deshielo automático. La prueba empieza al inicio de un período de deshielo y continua al inicio del siguiente período de deshielo.

3. Deshielo automático de duración larga. El período de pruebas consiste de dos partes.

a) La primera parte es igual a la prueba para un aparato de deshielo manual

b) La segunda parte comienza cuando se inicie un período de deshielo durante un ciclo de funcionamiento del motocompresor y se termina en el segundo encendido del compresor o después de 4 horas, lo que ocurra primero.

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5. CBlculos del consumo de energía.

El consumo de energía durante el tiempo de prueba se ajusta a un período de un ciclo, expresándose en kilowatts-hora por día (kWh/día).

l. Aparato con deshielo manual, semiautomático, parcialmente automático y automático. El cálculo del consumo energético durante el período de prueba se define por:

EC = EP x 1140 t

Donde: EC = Consumo de energía durante un ciclo en kWh/día. EP = Consumo de energía durante el período de prueba en kwh. 1,140 = Factor de conversión para ajustar el tiempo de prueba a un período de 24 horas t = tiempo total de la prueba en minutos.

3. Aparatos con deshielo automático de período largo. El consumo de energía de la prueba debe determinarse como se indica a continuación:

EC= 1140xEP1 +[EP2 E P ~ x T ~ x ~ ] T1 T I CT

Donde:

EPI = Consumo de energía durante el primer período de pruebas en kwh. EP2 = Consumo de energía durante el segundo período de pruebas en kwh. 1,140 = Factor de conversión para ajustar el tiempo de prueba a un período de 24 horas T1 yT2 = Tiempo total transcurrido durante el primero y segundo periodos de prueba respectivamente en minutos. CT = Tiempo de funcionamiento del control del deshielo en horas, requerido para que funcione un ciclo completo (ajustar el más cercano décimo de hora por ciclo) 12 = Factor de conversión para ajustar a un 50 % de tiempo de funcionamiento del compresor.

EC = Consumo de energía durante un ciclo en kWh/día.

6. Determinacibn del consumo de energía promedio de un ciclo.

l. Refrigerador solo. El consumo de energía se debe expresar en kWh/día, al más cercano centésimo de kWh/día.

Si para la posición de más caliente del control de temperatura, la temperatura del compartimiento de alimentos se mantiene igual o abajo de 3.5 "C, el consumo de energía del aparato se reporta como:

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E = EC

Donde:

EC = Consumo de energía durante un ciclo en kWh/día. E = Consumo de energía promedio del aparato (kWh/día)

Si la temperatura del compartimiento de alimentos medida durante cualquiera de las dos pruebas es mayor a 3.5 "C, el consumo de energía promedio del aparato se reporta como:

E = EC1 + (EC2 - EC1) X 3.5 - TR1 TR2 -TR1

Donde:

EC = Consumo de energía durante un ciclo en kWh/día. TR = Temperatura del compartimiento de alimentos en "C determinado de acuerdo al apartado 3.4 3.5 = Temperatura de referencia normalizada para un refrigerador solo.

E = Consumo de energía promedio del aparato (kWh/día).

Los números 1 y 2 indican las mediciones tomadas durante la primera y segunda pruebas respectivamente.

2. Refrigerador convencional y refrigerador/congelador. El consumo de energía se debe expresar en kWh/día, al más cercano centésimo de kWh/día.

Si para la posición de más caliente de los controles de temperaturas, la temperatura del compartimiento de alimentos se mantiene por debajo de 7°C y la temperatura del compartimiento congelador es menor a - 9.4 "C en el uso de un refrigerador convencional O - 15°C en el caso de un refrigerador /congelador, el consumo de energía se define como:

E = EC

Donde:

EC = Consumo de energía durante un ciclo en kWh/día. E = Consumo de energía promedio del aparato ( kWh/día)

Si la condición anterior no existe, el consumo de energía promedio del aparato se define con el valor más alto calculado por las dos fórmulas siguientes:

E = EC1 + (EC2 - EC1) X 7-TR1 7R2 - 7R1

E = EC1 + (EC2 - EC1) X K -TC1 TC2 - TC1

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Donde:

EC = Consumo de energía durante un ciclo en kWh/día. TR = Temperatura del compartimiento de alimentos en "C determinado de acuerdo al apartado 3.4 TC = Temperatura del compartimiento congelador en "C determinado de acuerdo al apartado 3.5

E = Consumo de energía promedio del aparato (kWh/día).

7 = Temperatura máxima del compartimiento de comida fresca en "C. K = Valor constante de -9.4"C en el caso de refrigeradores convencionales y de -15°C en los refrigeradores/congeladores, siendo estos valores las temperaturas de referencia normalizada del compartimiento congelador en cada caso.

Los números 1 y 2 indican las mediciones tomadas durante la primera y segunda pruebas respectivamente.

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CAPITULO 2 MANUAL DEL USUARIO

Manual del Usuario

REQUISITOS DEL SISTEMA

Para poder ejecutar el sistema NOM-72 se requiere tener instalado el Microsoft Access Versión

2.0 bajo Windows 95 o Windows 3.XX, si se tiene una versión más actualizada de Access será

necesario instalar la Versión 2.0, de lo contrario el sistema no funcionará adecuadamente.

Es necesario crear una carpeta de nombre Norma 72 en donde se copiarán los siguientes

archivos:

NOM72.mdb

.li NOM72.ldb

(se sugiere crearla en el directorio raíz).

Para iniciar su funcionamiento siga los pasos que a continuación se indican:

1. Entre a Microsoft Access

2. Haga click sobre el icono Abrir

3. Indique la ruta en la cual se encuentra la carpeta creada (Norma 72)

4. Aparecerá el nombre del sistema NOM72, selecciónelo y haga click sobre el botón Abrir

5. i En este momento usted se encuentra en el sistema NOM72 !, para ver más detalles de su

funcionamiento, refiérase al Manual del Usuario que se presenta a continuación.

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Manual del Usuario

MANUAL DEL USUARIO El somare que a continuación se presenta se denomina Eficiencia Energética de Refrigeradores Electrodomésticos Límites y Métodos de Prueba, basado en la NOM-072-SCFI- 1994 publicado el 8 de septiembre de 1994 en el Diario Oficial de la Nación.

Este sistema permite realizar el análisis de los resultados obtenidos en el laboratorio de ambiente controlado en donde se realizan las pruebas de eficiencia energética, y determinar si se cumple con lo establecido en la Norma Oficial.

El sistema se compone de diferentes pantallas las cuales se denominarán "Formularios", para realizar cada una de las acciones que se presentan se requiere oprimir los botones mostrados a continuación, mismos que se presentan en los diferentes formularios y se activan mediante el botón izquierdo del ratón o desplazándose con el tabulador.

1.

2.

3.

4.

'- Conduce a la pantalla anterior. Wh

Conduce a la hoja de datos, en ella se van registrando todos los datos introducidos

- Este botón permite borrar la selección realizada en caso de equivocación por parte del usuario.

H Este botón permite el ingreso al siguiente formulario.

A continuación se describe cada Formulario.

16

Manual del Usuario

Formulario 3. ”Mdtodo de Prueba”. En el se presenta un menú con diferentes botones, los cuales dan acceso a una guía rápida del procedimiento y condiciones de prueba.

Formulario 4. “€1 cuarto de Pruebas”. En el se describe de forma rápida las condiciones que debe de cumplir el cuarto de pruebas para realizar las mediciones eléctricas y de temperatura al refrigerador en prueba. Se presenta una barra de desplazamiento vertical para poder visualizar el contenido de todo el formulario.

Formulario 5. “lnstalaci6n del Aparato”. Se describen las condiciones en las que debe de instalar et aparato en prueba. Se presenta una barra de desplazamiento vertical para poder visualizar el contenido de todo el formulario.

Formulario 6. “Distribucidn de Termopares”. Se presenta un menú mostrando varias opciones de refrigeradores, que, de acuerdo al tipo de aparato en prueba, muestra esquemáticamente la instalación y distribución de los termopares.

Manual del Usuario

Formulario 7. “Refrigerador Solo”. Muestra la distribución de termopares en este tipo de refrigeradores.

Formulario 8. “Refiigerador Convencional”, Muestra la distribución de termopares en éste tipo de refrigeradores, se presenta una barra de desplazamiento vertical para poder visualizar el contenido de todo el formulario.

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Manual del Usuario

Formulario 11. ”Tiempo de Prueba”. En éste se describe cual debe de ser el tiempo de prueba del aparato de acuerdo al tipo de deshielo, se presenta una barra de desplazamiento vertical para poder visualizar el contenido de todo el formulario.

Formulario 12. ”Temperatura Compartimiento”. En éste se describe

de cual

debe de ser la temperatura del compartimiento que se debe de registrar durante la prueba del aparato de acuerdo a los ciclos del motocompresor, se presenta una barra de desplazamiento vertical para poder visualizar el contenido de todo el formulario.

Formulario 13. ”Condiciones de Carga Simulada”. En éste se describe en que consiste la carga simulada y distribución de acuerdo al tipo de aparato en prueba, se presenta una barra de desplazamiento vertical para poder visualizar el contenido de todo el formulario.

Formulario 14. ”Secuencia de Pruebas”. En el se describe la secuencia de las pruebas después de obtener la condición térmica estable, se presenta una barra de desplazamiento vertical para poder visualizar el contenido de todo el formulario.

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Manual del Usuario

Formulario 15. “Clasificación de los Refrigeradores”. En éste formulario se selecciona el tipo de refrigerador que se tiene para realizar la prueba de eficiencia energética, esta selección es de acuerdo con su sistema de deshielo y de acuerdo con su tipo.

Formulario 16. “Límites de Consumo de Energía”. En este formulario primero se realiza la selección del aparato de acuerdo al tipo de refrigerador y al tipo de deshielo, haciendo doble click en la columna de Emax (kwh), al realizar esta operación se conduce al siguiente formulario.

Formulario 17. “C&ulo del Volumen Ajustado”. En éste se realiza el cálculo del volumen ajustado de acuerdo al refrigerador que se tiene en prueba, ingresando los valores correspondientes, El valor del Factor de Ajuste que aparece es de acuerdo a la selección del refrigerador en el formulario de “Clasificación de los Refrigeradores”. El botón regresar conduce al formulario “Límites de Consumo de Energía”.

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Manual del Usuario

Formulario 18. “C~lculos del Consumo de Energid’. En este formulario se presentan dos botones con diferentes opciones, el usuario deberá elegir el correspondiente botón de acuerdo al tipo de deshielo del aparato en prueba, si elige el botón “Aparatos con deshielo manual, semiautomático, parcialmente automático y automático” se ingresa al Formulario 19, si elige el otro botón se ingresa al Formulario 22.

Formulario 19. ‘Aparato con deshielo manual, semiautomdtico, parcialmente automhtico y ¿?utof??dtico”. En &te se registran los resultados obtenidos en el laboratorio del aparato en prueba, calculando el consurno de energía durante un ciclo y el consumo de energía anual del aparato.

Formulario 20. “Detenninacibn del Consumo de €nergiaJ’. En 6ste se realiza la selección del refrigerador que esta en prueba para calcular el consumo de energía promedio de un ciclo, al hacer click en el botón “Refrigerador Solo” se conduce al Formulario 21, al hacer click en el otro conduce al Formulario 24.

Formulario 21. “Refrigerador Solo”. En éste se tienen dos variables: la temperatura del compartimiento y el consumo de energía del aparato, este último es el valor calculado en el Formulario 19, por lo que se debe de registrar la temperatura del compartimiento de alimentos del refrigerador solo, de acuerdo a la prueba realizada. En este formulario se realiza la comparación de las condiciones para satisfacer la norma, si la temperatura, el consumo o ambos son mayores a lo establecido por la norma

Manual del Usuario

aparecerá un mensaje indicando cual de las dos condiciones no se cumple. AI hacer click en aceptar aparece el Formulario 22.

Formulario 22. “Refrigerador Solo (continuacich)”. En éste se vuelve a calcular el consumo de energía del aparato ingresando los valores correspondientes, Dicho resultado es el que se reporta como consumo final de la prueba.

Formulario 23. “Aparafos con deshielo aufomdfico de periodo largo”. En este se ingresan los resultados obtenidos en el laboratorio del aparato en prueba, calculando el consumo de energía durante un ciclo y el consumo de energía anual del aparato.

Formulario 24. “Refrigerador Convencional y Refrigerador Congelador”. En este se tienen dos variables: la temperatura del compartimiento de alimentos, la temperatura del compartimiento congelador y el consumo de energía del aparato, este último es el valor calculado en el formulario anterior. En este formulario se realiza la comparación de las condiciones para satisfacer la norma, si las temperaturas, el consumo o ambos son mayores a lo establecida por la norma aparecerá un mensaje indicando cual de las condiciones no se cumple. AI hacer click en aceptar aparece el Formulario 24.

Formulario 25. ““Refrigerador Convencional y Refrigerador Congelador (continuacidn)”. En éste se vuelve a calcular el consumo de energía del aparato registrando los valores correspondientes, Dicho resultado es el que se reporta como consumo final de la prueba.

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Manual del Usuario

Formulario 26. “Hoja de Resultados”. En este Formulario aparece un resumen con los datos proporcionados por el usuario y con los resultados calculados por el sistema, Para conservar estos resultados se tiene la opción de imprimir este Formulario, ademas de quedarse registrada la información para posteriores consultas. Esta consulta se puede realizar desplazándose por los registros mediante la barra que aparece en la parte inferior de la pantalla.

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CONCLUSIONES

La realización de este programa trae beneficios a la licenciatura de Ingeniería en Energía, ya

que contará con una herramienta que permitirá a los alumnos y profesores realizar el cálculo de

la eficiencia energética de los refrigeradores, que se sometan a prueba en el laboratorio de

ambiente controlado y además de la creación de un banco de datos en el cual se tendrá el

registro de todas las pruebas realizadas para posteriores consultas.

Durante la realización del sistema me pude percatar de la importancia de conocer y saber de los

beneficios que ofrece todo el desarrollo computacional que hoy en día se tienen al alcance,

para un mejor desarrollo profesional.

Se pretende que la realización de este tipo de sistemas involucre de forma más activa a los

alumnos de la licenciatura de Ingeniería en Energía al hacer de la computadora una herramienta

de trabajo que permita reatizar de forma ágil los cálculos y demás tareas que se presenten.

Es muy importante que además de los conocimientos propios que ofrece la Licenciatura de

Ingeniería en Energía se adquieran los beneficios de la computación como una herramienta de

trabajo para poder así tener un mejor desempeño profesional en el ámbito escolar y laboral.

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ANEXOS

Anexos

ANEXO A.

El deshielo consiste en la eliminación de la escarcha acumulada en el evaporador por lo que se tienen los siguientes sistemas:

1. Deshielo manual.

Sistema en el que el deshielo se inicia manualmente (al desconectar al compresor de la alimentación eléctrica) y se termina manualmente (al conectar nuevamente al compresor a la alimentación) y ocurre por la elevación de la temperatura del evaporador al no haber enfriamiento. Generalmente el agua del deshielo se deposita en una charola que manualmente se retira una vez concluido el deshielo.

2. Deshielo semiautomático.

Sistema en el que el deshielo se inicia en forma manual (deteniendo el funcionamiento del compresor) y se termina automáticamente cuando la temperatura se ha elevado arriba de O'C, con la reanudación automática del ciclo de refrigeración. Generalmente el agua de deshielo se deposita en una charola que manualmente se retira una vez concluido el deshielo.

3. Deshielo parcialmente automático: deshielo cíclico.

Sistema en el que el deshielo del compartimiento congelador es manual o automático el deshielo del compartimiento de alimentos es automático y se realiza cada vez que el compresor se encuentra apagado. El agua del deshielo se elimina manualmente o automáticamente.

4. Deshielo automático.

Sistema de deshielo automático, en las cuales los ciclos de deshielo operan en tiempos cuya separación entre sí es mayor a 14 horas (tiempo de operación del motocompresor).

5. Deshielo automatico de duracibn larga.

Sistema de deshielo automático, en las cuales los ciclos de deshielo operan en tiempos cuya separación entre sí es mayor a 14 horas (tiempo de operación del motocompresor).

A

Anexos

ANEXO B. Cálculo del volumen ajustado, así como, también, el factor de ajuste

Volumen ajustado, El volumen ajustado de un aparato debe ser tomado como:

donde: VA = Volumen ajustado.

Vcongelador = Volumen del compartimiento congelador FA = Factor de ajuste

Valirnentos = Volumen del compartimiento de alimentos

Factor de ajuste. El factor de ajuste debe ser calculado de acuerdo con la siguiente expresión:

Temp. cuarto de pruebas - Temp. de referencia del compartimiento congelador Temp. cuarto de pruebas - Temp. promedio de operación del compartimiento de alimentos

donde la temperatura promedio de operación del compartimiento de alimentos es de 3.5 "C.

Para refrigeradores convencionales el factor de ajuste es:

32 - (- 9.4) = 1.45 32 - 3.5

Para refrigeradores solos, el factor de ajuste es I .OO. Para refrigeradoreskongeladores el factor de ajuste es:

32 - (- 15) = 1.65 32 - 3.5

La determinación del volumen del compartimiento de alimentos y congelador. Es la capacidad bruta en volumen en decímetros cfibicos, que resulta de multiplicar las tres dimensiones (ancho, alto y profundidad) del compartimiento, medidas con un flexómetro o instrumento similar.

Cuando el compartimiento tenga algún escalón o saliente interior, resultante de necesidades de diseño, el volumen de dicho escalón o saliente debe restarse del volumen del compartimiento, si dicho volumen reduce el volumen del compartimiento en más de un 2%.

B

ANEXO C Instrumentos que se deben de emplear para las mediciones son:

Temperatura. Para la temperatura. debe hacerse con uno o más de los siguientes instrumentos o sus equivalentes:

a) Termómetro de vidrio (únicamente mediciones ambientales). b) Termopares. c) Termómetro de resistencia eléctrica y/o termistores. d) Si se usa una masa para elevar la capacidad de calor de un sensor de temperatura, la

e) Las lecturas de temperatura deben tener una exactitud de 5 0.6 "C (2 1°F). 9 Para las mediciones con instrumentos analógicos la escala de división más pequeña no debe

exceder de 1°C ( 1.8 OF). Para las mediciones con instrumentos digitales la resolución debe ser de O. 1 "C (1.18 OF) o mejor.

capacidad total de calor de la masa no debe exceder del equivalente a 20 g de agua.

El6ctrica. Para las mediciones eléctricas se deben de hacer con los siguientes instrumentos o sus equivalentes:

a) Watthorímetros: los watthorímetros analógicos deben ser graduados a intervalos no mayores que 0.01 kwh. Los instrumentos digitales deben tener una resolución de 0.001 kwh o mejor.

b) Voltímetros: Para los instrumentos analógicos la división de la escala más pequeña no debe exceder de 1V. Para mediciones con instrumentos digitales la resolución debe ser de 0.1 V o mejor.

c) Los instrumentos usados para la medición de tensión y energía deben tener una precisión de - + 0.5 % de la cantidad medida.

Tiempo Para las mediciones de tiempo se hacen con un reloj eléctrico síncrono de arranque automático o un integrador de tiempo semejante.

Masa La masa debe ser determinada usando escalas con una resolución mínima de 4.5 g (0.01 lb).

Longitudes. Las dimensiones longitudinales del refrigerador se determinan con un flexómetro o instrumento similar. La resolución debe ser de por lo menos de 1 mm.

C

BlBLlOGRAFlA

Norma Oficial Mexicana NOM-072-SCFI-1994, Eficiencia Energética de refrigeradores Electrodomésticos Límites, Método de Prueba y etiquetado Diario Oficial, 8 de Septiembre de 1994

Domínguez Doncel, Alejandro Access 97, Guía Práctica Para Usuarios Editorial, Anaya Multimedia, 1998.

Yourdon, Edward Análisis Estructurado Moderno Editorial Prentice Hall, 1996

FIDE Energía Racional, Revista Informativa del Ahorro de Energía Eléctrica Año 3, Núm 12, Oct-Did1994

FIDE Energía Racional, Revista Informativa del Ahorro de Energía Eléctrica Año 5, Núm 19, Abr-Jun/l996