Sistema de Agua sub-enfriada
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- Fernando Medina Sosa
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1 Sistema de Agua sub-enfriada 1
2 Indice Sistema de acumulación térmica Sistema del acumulación térmica (agua o hielo) Principio de sistema de agua sub-enfriada Sistema de agua sub-enfriada Flujo de sistema de agua sub-enfriada Sistema de agua sub-enfriada Características del sistema de agua sub-enfriada Capacidad de carga para de suministro de agua fría Característica de fundición de hielo Comparación con sistema convencional Comparación de Sistema del acumulación de hielo Merito de introducción Ejemplo de uso Ejemplo de introducción Tabla de Especificación básica de sistema de agua sub-enfriada Tabla de Especificación básica de tanque de hielo Parte de haciendo hielo en la sistema (paquete interior) Fuera de vista de la sistema (paquete exterior) , ,20 21,22 2
3 Sistema de acumulación térmica Punto Carga punta Carga Load Carga máxima Carga promedio time Tiempo Usar hielo Capacidad del sistema de enfriamiento Costo de electricidad Acumulación de hielo Usar hielo Tiempo Costo de electricidad Cambia Carga Sistema de enfriamiento instantáneo Costo de electricidad con sistema de enfriamiento instantáneo La operación del sistema de refrigeración La operación del sistema va en función de la carga. La capacidad de un sistema enfriada necesita la carga máxima. En este sistema de enfriamiento, hay muchas cargas al compresor. Sistema de acumulación de hielo Es posible reducir el costo energético al detener el sistema de refrigeración. Por usar hielo a tiempo punto, Carga máximo=capacidad del sistema de enfriamiento+hielo Menor carga térmica para el compresor al ser un sistema más estable Equipos Sistema enfriamiento general (Chiller) Sistema enfriamiento+ maquina de hielo+ tanque de hielo 3
4 Por ejemplo de la condición Sistema del acumlación térmica (agua o hielo) Temperaturade suministro=1 ; Temperaturade retorno=6 Capacidadde acumlacióntérmica= 50000kcal En casode sóloacumlaciónde agua En caso de acumalacion agua con hielo IPF(Factor de embalaje de hielo)=30% Calorlatentede hielo= 80 kcal/ kg Todo el calor sensible del agua Q=1 (6-1)=5kcal/kg Cantidad de agua requerida m=50000/5=10000kg Calor latente de hielo Q=80 30%=32kcal/kg + = Calor sensible de agua Q=1 (6-0)=6 kcal/kg Cantidadde aguarequerida m=50000/(32+6)= 1316kg Capacidad de medio enfriado Solo agua 1 / 7.6 veces Secondary cooling capacity Agua con hielo 4
5 Principio del sistema de agua sub-enfriada Temperatura de agua inferior (Sub enfriada) 0 Tiempo Sub enfriada (Agua en estado líquido a0 ) Puede cambiarse el agua sub-enfriada a hielo del sorbete & agua(0 ). (Debido aque la condición de agua sub-enfriada es inestable) Estos carácteres se usan para sistema de agua sub-enfriada. 5
6 Sistema de agua sub-enfriada Tanque de hielo hielo del sorbete Máquina de hielo Intercambiador Refrigerante (Te=-3.0~-3.5 ) Agua helada (0.6 ) La capacidad de producción hielo es constante independientemente de las condiciones de operación. Fundición de hielo adecuada, por que hielo está en sorbete. Producción y acumulación de hielo están separadas, por eso la instalacion del sistema es flexible. Fácil mantenimiento por que no existe en la parte de operacion mecanica. Esta sistema puede aplicarse al área de alimentos, línea de proceso de química etc.. En donde existe un consumo alto de agua debido a una elevada carga térmica y condiciones 6 de operación variables
7 Diagrama de flujo del sistema de agua subenfriada Torre de enfriamiento Sistema de agua sub-enfriada Retorno de proceso Maquina de producción de hielo Suministro de agua 氷 水 搬 送 ライン con hielo Suministro para proceso 1 Suministro de agua 既 設 アイスヒ ルタ ー 9 Entrada de agua Tanque de hielo 氷 蓄 熱 ユニット Intercambiador 7
8 <FLUJO> Compresor de amoniaco Intercambiador Sistema de agua sub-enfriada Agua sub- enfiriada Maquina de producción de hielo Agua enfiada Agua fria Hielo de sobrete Carga de Produccion Unidad de agua sub-enfriada Tanque de hielo Bomba de suministro agua fria <FOTO> Dentro de tanque de hielo 8
9 Características del sistema de agua sub-enfriada Agua enfriada estabilizada (0~1 ) siempre se proporciona la eficacia. Sistema de producción de hielo eficiente. Es continua la eficiencia desde el arranque hasta parada (COP de producción de hielo=4.2) No hay disminución en la capacidad de producción de hielo como en una máquina de producción de hielo estática convencional. Sistema de suministro de agua fria estabilizada Aunque haya carga alta, la temperatura del agua fría por proceso no cambia. En caso de static ice canvencional, cuando reduccion de hielo o carga alta, hay problema aue temperatura de agua fria aumenta. Ese problema se resuelve por sistema de agua sub-enfriada. Sistema medioambiental Es posible que use refrigerante natural. Cantidad de refrigerante es mínima. Para usar el agua limpia, no hay problema sobre la polución. Systema con instalación flexible Separación de unidad de agua sub-enfriada y tanque de hielo en esta sistema. 9
10 Capacidad de agua fría de suministro para carga 5.0 Proporción de carga térmica Temp.de salida de agua fría Proporción de hielo almacenado(%) Proporción de hielo almacenado=hielo existente en el tanque/la capacidad máxima de almacen de hielo Proporción de carga térmica=carga térmica de proceso/la capacidad de enfriador de hielo 10
11 Característica de fundiendo de hielo Temperatura de suministro de agua [ C] Sistema de agua sub-enfiada Sistema de banco de hielo convencional Retorno de agua a 10 Retorno de agua a 7 Retorno de agua a Hielo restante [%] 11
12 Comparación con sistema convencional Configuración de Sistema Eficiencia Potencia de suministro de agua para proceso Instalación Mantenimiento Cantidad de salmuera y refrigerante Sistema de agua sub-enfriada Unida de agua sub-enfriada, Tanque de hielo, bomba de agua sub-enfriada Alta: temperatura de evaporacion 3~ 3.5 Hasta paro del sistema, la temperatura de evaporacion no cambia y no hay disminución de capacidad Puede suministrarse agua fria estabilizada siempre porque es hielo de sorbete. Es fácil la fundición hielo, porque la extension del hielo es grande. Es facil seleccionar forma y posicion de tanque de hielo, porque no necesita serpentín de enfriamiento. Solo mantenimiento general para compresor, Intercambiador, etc Cantidad de refrigerante: minimo Salmuera : innecesario Sistema convencional Unidad efriamiento, banco de hielo (incluye serpentín de enfriamiento) Agitator Baja: temperatura de evaporacion 10~ 20 Si la cantidadde hielo aumenta, hay una disminución de temperatura de evaporación y eficiencia. Cuando la carga es alta, la temperatura de agua aumenta. Se restringe por la selección de serpentín de enfriamiento. Por un tanque cuadrado-formado, el área de la instalación se vuelve grande. Necesita mantenimiento de salmuera y refrigerante. En caso de fuga del lado de refrigerante, una reparación resulta complicada Cantidad : elevada Salmuera: elevada Evaluación general Sistema eficaz y fácil de usar. Sistema antiguo 12
13 Comparación de Sistema de acumulación de hielo Forma de hielo Hielo en sorbete Hielo estático Sistema Sistema de agua sub-enfriada Sistema de banco de hielo Acumlacion de hielo en tanque con maquina de producción de hielo. Producción de hielo en la circunferencia del serpentín por circulacion de agua y refrigerante dentro serpentín, Sistema de producción de hielo Agua fria refrigerante Sistema de fundición de hielo Salida de chorro de agua desde tanque superior. Fundición de hielo e Intercambio térmico. hielo Para proceso bomba Fundición de hielo desde exterior por flujo de agua. Flujo de agua Parte de fundicion Hielo Bobina 13
14 Beneficios de utilización Comparado con un sistema convencional, puede economizar energía (20%). Puede mantener producción de alta calidad porque puede suministrar agua fría estabilizada siempre. Es posible parar el sistema durante horas de alto costo de electricidad. Instalación flexible. 14
15 Ejemplo de uso En industria lechera, suministro de agua fría para pasteurizacion y conservacion. leche, bebidas, cerveza, etc Suministro de agua fría para enfriar productos alimenticios. Tallarines, tofu, pan, verduras, pescado fresco, etc. Enfriamiento para proceso, aire acondicionado de tipo acumlacion térmica en una fábrica químicos, medicina, cuarto limpio, aire acondicionado de baja temperatura para industria alimenticia 15
16 Fecha de instalación Uso Ejemplo de instalación Tipo (compresor) Número Capacidadde producción de hielo (TR) Tnque de almacenamiento de hielo 05/00 Food / Chilled 3 N4K m 3 Tanque cilíndrico 07/01 1 C N4K m 3 Tanque cilíndrico 06/02 1 C N8K m 3 Tanque cilíndrico 07/02 Bebidas lácteas/ Enfriamiento1 N8K m 3 Tanque cilíndrico 03/03 N8K m 1 C 3 Tanque cilíndrico 02/04 N200l m 1 C 3 Tanque cúbico 03/05 N160L m 1 C 3 Tanque cúbico 05/05 N200M m 1 C 3 Tanque cúbico N200M 05/ m 1 C N160M 3 Tanque cúbico 12/05 05/06 1 C N160L N4WB m 3 square ー tank 12/06 Bebidas lácteas/ Enfriamiento1 N6K m 3 Tanque cúbico 01/07 N8K m 1 C 3 Tanque cúbico 05/07 N160M m 1 C 3 Tanque cúbico 05/07 N200L m 1 C 3 Tanque cúbico 10/07 N200S m 1 C 3 Tanque cúbico 11/07 N160M m 1 C 3 Tanque cúbico Introducido en el extranjero : en China (8K) en Colombia (200S 3) ALPINA 300m en Colombia (160L) DANONE 30m
17 Table de especificaciones básicas de sistema de agua subenfriada Capacidad [TR] Frecuencia [Hz] Modelo de Compresor N8K N160VM*-L N200VM*-L Refrigerante NH 3 NH 3 NH 3 Capacidad de refrigeracion [kw] [Mcal/h] USRT [TR] Shaft power [kw] Número de revoluciones [rpm] Temperatura de condensación [deg C] Temperatura de evaporación [deg C] COP Máquina de agua sub-enfriada PHE model Alfa Laval MK-15 T-20 T-20 2 Flujo [m3/h]
18 Tabla de especificaciones básicas de tanque de hielo. IPF (Factor de embalaje de hielo )=medio 40%,máximo 45% Capacidad TR (125 2) Volumen de tanque 60 m3 120 m3 210 m3 Volumen de agua 45 m3 88 m3 130 m3 Cantidad de circulacion (agua sub-enfriada) Grosor de aislamiento 100 m3/h 220m3/h 800m3/h 60 mm (Poliestireno) Cantidad máxima de hielo 17 ton 36 ton 52 ton Dimensiones Φ H H 18
19 Componentes de sistema de producción de hielo (paqute interior) Agua + Hielo En caso de 55 TR 1800 W 3700 L 3976 H Maquina de haciendo hielo Agua sub- enfriada De tanque de hielo Intercambiador MK-15 19
20 Componentes de sistema de producción de hielo (paqute interior) Agua + Hielo En caso de 250 TR 3000 W 3728 L 3956 H Maquina de haciendo hielo Intercambiador T-20 2 De tanque de hielo 20
21 Vista exterior de sistema (paqute exterior) Tuberia de agua con hielo Unidad de agua sub-enfriada Tanque de hielo Maquina de producción de hielo 21
22 Vista exterior de sistema (paqute exterior) 22
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