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Caso práctico: Medidor de flujo másico Coriolis para refrigerante R454B


DN10 Coriolis mass flow meter for metering refrigerant R454B

Coriolis compacto DN10 | 500 psi (34,4 bar) | Homologado ATEX | Aplicación para I+D en Canadá

Respuesta rápida

El caudalímetro másico Coriolis DN10 (SH-CMF-10) es la opción ideal para medir el refrigerante R454B a caudales de aproximadamente 0,454 m³/h, con una presión de funcionamiento de hasta 34,4 bar y una temperatura de entre 40 y 45 °C. Su diseño compacto, con salidas de 4-20 mA, HART y RS485, cubre la mayoría de los requisitos de registro de datos para I+D. La certificación ATEX Zona 1 es estándar para entornos de laboratorio de refrigerantes.

Antecedentes del proyecto

Refrigerant R458 mass flow measurement

Medición del flujo másico del refrigerante R458

Simon, ingeniero de desarrollo de productos en La Pocatière, Quebec, nos envió una breve descripción: necesitaba un caudalímetro para refrigerante R454B, con un caudal máximo de 2 GPM y una presión de trabajo de 500 psi, para un entorno de laboratorio. Eso fue todo. Sin especificaciones de tuberías, sin clasificación de área peligrosa, sin mencionar la clasificación de inflamabilidad A2L.

Lo vemos con frecuencia. Los equipos de I+D que diseñan bancos de pruebas de refrigeración suelen considerar el caudalímetro como un elemento secundario. Dimensionan el compresor, diseñan el circuito del intercambiador de calor, especifican las válvulas de alivio de presión y, finalmente, se preguntan qué caudalímetro utilizar. La respuesta no era obvia.

El R454B no es R410A. Es una mezcla de HFO/HFC con un GWP de 466 y una clasificación de inflamabilidad A2L, lo que significa que es ligeramente inflamable. Un medidor estándar no certificado instalado en un laboratorio sellado con riesgo de fuga de refrigerante no es aceptable. Esto reduce rápidamente la lista de candidatos.

Condiciones de aplicación

LíquidoRefrigerante R454B (mezcla de HFO/HFC, GWP 466)
Tamaño de la tubería1/2 pulgada (DN10 especificado debido al bajo caudal)
Rango de flujo2 GPM = 0,454 m³/h (máx.)
Temperatura de funcionamiento40 a 45 grados centígrados
Presión de funcionamientoPresión máxima 500 psi = 34,4 bar
Salida requerida4-20 mA, Pulso, RS485, HART
Zona peligrosaSe requiere certificación ATEX Zona 1
Clase de precisión0,2%
Fuente de alimentación24 V CC
material humedecidoacero inoxidable 316L

¿Por qué utilizar el sistema Coriolis DN10 para la dosificación de refrigerantes de bajo caudal?

Con un caudal de 0,454 m³/h, se trata de un caudal pequeño. Instalar un medidor DN15 o superior en este caso reduciría la velocidad del flujo al 10-15% inferior del rango del medidor, lo que afectaría negativamente a la precisión. Recomendamos el DN10 (3/8”) precisamente porque el rango de escala completa del SH-CMF-10 es de 0 a 1500 kg/h, y el caudal real del cliente se sitúa cómodamente en el rango medio, donde la precisión Coriolis es óptima.

Los medidores Coriolis miden el flujo másico directamente. En trabajos con refrigerantes, esto es importante. La densidad del R454B varía significativamente con la temperatura y la presión, por lo que los medidores volumétricos requieren una corrección de densidad en tiempo real para proporcionar el flujo másico. Los medidores Coriolis omiten por completo esta corrección. El valor que se lee es el valor real.

El R454B es ligeramente inflamable (clasificación A2L). El laboratorio del cliente se considera una zona peligrosa. Un medidor estándar sin protección contra explosiones no es una opción. El SH-CMF-10 se suministra con certificación ATEX Zona 1 de serie, sin coste adicional.

Configuración del modelo

La cadena de modelo completa para esta aplicación:

Coriolis Mass Flow Meter for Refrigerant R454B

SH-CMF-10-P2-H1-T1-O1/O2-C2/C3-E1-A2-B1-P1-M1-PC1

SH-CMFMedidor de flujo másico Coriolis plateado
10DN10, rango de caudal 0-1500 kg/h
P2Presión nominal: 4,0 MPa (40 bar)
H1Pantalla integrada compacta
T1Rango de temperatura: -50 a 150 °C
O1/O2Salida de pulsos y de 4-20 mA
C2/C3Comunicación RS485 y HART
E1Homologado según la normativa ATEX contra explosiones.
A2Clase de precisión 0,2%
B1Temperatura ambiente del transmisor: -20 a 50 °C
P1Fuente de alimentación de 24 V CC
M1Piezas en contacto con el fluido de acero inoxidable 316L
PC1Conexión de proceso: racores abocinados SAE de 1/2"

Por qué se descartaron otros tipos de medidores

Caudalímetro de turbina: No admite flujos de refrigerante bifásicos ni casi saturados. El desgaste de los cojinetes con refrigerantes de baja lubricidad también es un problema conocido.

Caudalímetro de engranajes ovalados: Funciona con líquidos de alta viscosidad, pero no es adecuado para refrigerantes de baja viscosidad. Las fugas de aire a baja viscosidad reducen significativamente la precisión.

Caudalímetro de vórtice: Los requisitos mínimos de caudal para una correcta generación de vórtices son demasiado elevados para esta aplicación. Con 0,454 m³/h en DN10, se encuentra por debajo del umbral del número de Reynolds.

Caudalímetro térmico másico: Calibrado para gases. No apto para la medición de refrigerantes líquidos.

Preguntas frecuentes: Medidores Coriolis para aplicaciones de I+D de refrigerantes

P1: ¿Puede un medidor Coriolis manejar un flujo de refrigerante bifásico?
La mayoría de los medidores Coriolis generan errores o alarmas durante el flujo bifásico, independientemente de la marca. En los bancos de pruebas de I+D, el objetivo del diseño debe ser mantener el refrigerante en fase líquida única en el medidor. En los laboratorios de refrigeración, es práctica habitual subenfriar el fluido entre 5 y 10 K antes de la entrada del medidor.
P2: ¿Es suficiente una precisión del 0,2% para las pruebas de eficiencia del ciclo de refrigeración?
Para la mayoría de los fines de I+D, sí. Los cálculos del COP del sistema introducen mayores incertidumbres derivadas de las mediciones de temperatura y presión que un caudalímetro con una precisión del 0,2 %. Si va a realizar pruebas con calorimetría, consulte con nosotros el presupuesto total de incertidumbre antes de especificar el sistema.
P3: ¿La compatibilidad con R454B requiere materiales en contacto con el fluido que sean especiales?
El acero inoxidable 316L es compatible con R454B. Evite el uso de conexiones de cobre y latón aguas abajo si existe la posibilidad de entrada de humedad. El SH-CMF-10 utiliza tubos y conexiones de acero inoxidable 316L en toda su extensión.
P4: ¿Por qué utilizar conexiones abocinadas SAE en lugar de NPT o con brida?
Los racores abocinados SAE son estándar en las tuberías de sistemas de refrigeración. Las roscas NPT pueden presentar fugas con refrigerantes a presión si no se sellan cuidadosamente, y las conexiones con bridas son demasiado grandes para tuberías de laboratorio de pequeño diámetro. El cliente solicitó específicamente racores abocinados SAE para su integración directa con su banco de pruebas.
P5: ¿Qué categoría ATEX cubre este medidor?
El SH-CMF-10 con opción E1 cuenta con certificación ATEX Zona 1, Categoría 2G, Grupo IIB, Clase de temperatura T4. El refrigerante R454B está clasificado como A2L con un límite inferior de inflamabilidad del 8,8 % en volumen. La certificación Zona 1 es adecuada para laboratorios cerrados donde existe la posibilidad de fugas de refrigerante.

Solicite un presupuesto para su aplicación de medición de refrigerante.

Envíenos los siguientes parámetros y le devolveremos un código de modelo y un precio en el plazo de un día hábil:

• Nombre y fase del fluido (líquido / gas / bifásico)

• Rango de caudal (kg/h o m³/h)

• Presión de funcionamiento (bar o psi)

• Temperatura de funcionamiento (°C)

• Tamaño de la tubería y tipo de conexión

• Clasificación de zona peligrosa (si la hubiera)

Contacto: sales@silverinstruments.com | silverinstruments.com


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