Compresión múltiple. Alcance

Transcripción

1 Coresión últile. Alcance PRODUCCION DE FRIO Alicaciones con fuertes diferencias de teeratura entre condensación y evaoración (tasas elevadas de coresión): Refrigeración a baja teeratura. Bobas de calor alta teeratura. MÁQUINAS DE COMPRESIÓN SISTEMAS MULTIETAPA E. TORRELLA E. TORRELLA Pag. Coresión últile. Causas de ilantación Disinución de rendiientos voluétricos (Coresores alternativos), debido al auento en la tasa de coresión. Auento del título en vaor en entrada de evaorador. Auento en teeraturas de descarga de coresión. Coresión últile. Tios Directa. Indirecta (cascadas). La diferencia fundaental radica en la utilización de un único fluido (directa) o as de uno (indirecta). E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag.

2 Inicios COMPRESIÓN MULTIPLE DIRECTA DOBLE ETAPA En, un australiano W.G. Lock atenta el rier coresor coound. En 9 la fira Sulzer fabricó el rier coresor de doble etaa con aoníaco coo fluido de trabajo. En la figura un coresor orizontal de aoníaco coound de dos etaas (9-900) de Carl von Linde. En 9 J. & E. Hall construye el rier coresor de doble etaa ara CO. Un segundo coresor de doble etaa fué construido or la eresa York en 9. E. TORRELLA E. TORRELLA Pag. Coresión doble directa. Disosiciones. Booster.- Dos equios de coresión indeendientes, en serie. Coresor de alta Subdivisión del roceso Introducción de una resión interedia. K Coresor de baja i A Coound.- Un único coresor realiza las dos etaas de coresión. o DESCENSO EN TASAS DE COMPRESIÓN PARCIALES E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag.

3 Desrecalentaiento entre etaas Desrecalentaiento. Métodos K i B A ' T ' T Con agente externo. Inyección directa. Exansión últile. Intercabiador interedio: Inyección total Inyección arcial o DESCENSO EN LA TEMPERATURA DE DESCARGA E. TORRELLA Pag. 9 E. TORRELLA Pag. 0 Agente externo. Esquea Agente externo. Liitación térica K ' i B A T ' T K o AGENTE EXTERNO i B A A B o Te. líite El fluido utilizado noralente es el de condensación. E. TORRELLA Pag. La teeratura líite la condiciona la teeratura del agente externo (fluido de condensación) E. TORRELLA Pag.

4 Agente externo. Inconvenientes Desrecalentaientos liitados or la teeratura del agente externo. Intercabiador de gran suerficie, sobre todo en el caso de uso del aire, al transferir otencia térica entre dos gases, abos alos conductores del calor. Inyección directa. Conceto básico A la vista de los inconvenientes derivados del uso de un agente externo, suele adotarse, en instalaciones de edia otencia, la disosición denoinada de inyección directa, en la cual: La fuente fría de desrecalentaiento es la roia instalación. La anterior característica trae coo consecuencia una era en la otencia frigorífica, al ser esta, en arte, utilizada en el enfriaiento de los vaores de descarga del coresor de baja. E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag. Inyección directa. Esquea Inyección directa. Ciclo + Eva. + V F V K i Eva. V V F C El desrecalentaiento se consigue or edio de la roia instalación. E. TORRELLA Pag. o E. TORRELLA Pag.

5 Inyección directa. Caudales Inyección directa. Caudales V F + V F + V V Desigualdad de caudales circulantes or etaas de coresión. Balance en la ezcla a resión interedia: + = ( + ) Caudal ásico or exansor auxiliar. = ( ) /( ) Caudal ásico or condensador y coresor de alta. + = ( ) /( ) La diferencia de caudal ásico uede ser coensada en caudales voluétricos, or el voluen esecífico conseguido con el desrecalentaiento. ( + ) v < v < v v( )/( ) El sistea resulta beneficioso si la roducción voluétrica es enor que sin desrecalentaiento. ( ) / v < ( ) / v ; q v < qv E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag. Inyección directa. Vista Inyección directa con intercabiador B.P. A.P. Eva. La inyección inter-etaas se realiza en contracorriente a la entrada de vaores rocedentes de la etaa de baja V E. TORRELLA Pag. 9 V F El intercabiador rovoca un subenfriaiento de liquido revio a la inyección a resión interedia E. TORRELLA Pag. 0

6 Inyección directa con intercabiador B.P. A.P. Inyección directa con intercabiador Eva. 9 T i T i T K TK ( TK ΔT ) ΔT Efi = = T T T T K i K i T K -ΔT T K E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag. Inyección directa con intercabiador Exansión últile. Conceto básico Una segunda osibilidad de desrecalentaiento ediante la instalación es la exansión últile, en la que: La fuente fría de desrecalentaiento es una corriente de vaores a resión interedia. La anterior característica eliina la era en otencia frigorífica, uesto que el vaor no roduce otencia y adeás se da un aorro en otencia consuida or el coresor de baja. El inconveniente es la falta de control en el roceso de enfriaiento entre etaas. E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag.

7 Exansión últile. Esquea Exansión últile. Ciclo + + Eva. Eva. ' El desrecalentaiento se consigue or edio de la roia instalación. E. TORRELLA Pag. ' E. TORRELLA Pag. Exansión últile. Co. centrífugo (A.A.) Exansión últile. Coresores de tornillo Condensador Flotador Alta P. Evaorador Flotador Baja P. Coresor centrifugo doble rodete E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag.

8 Exansión últile Caudales Eva. E. TORRELLA Pag. 9 ' + Desigualdad de caudales circulantes or etaas de coresión. Balance en el searador a resión interedia: ( + ) = + Caudal ásico de vaor de salida del searador = - - Exansión últile. Eficiencia del sistea Eva. E. TORRELLA Pag. 0 ' + La otencia or unidad de asa condensada disinuye con la exansión escalonada, ya que arte del vaor sólo se corie desde la resión interedia. Si la otencia frigorífica, or unidad de asa condensada, no desciende, el efecto global será ositivo. Producciones esecíficas sin y con exansión escalonada q o = - " = - q' o = - + = - ( + = - )( - ) Si la entalía del estado suera la del, la otencia, con exansión escalonada, suera al sistea sin esta disosición. Exansión últile Resuen Ventajas Parte del vaor no se exande asta la as baja resión, or lo que disinuye la otencia de coresión. Los vaores anteriores no interfieren, en cuanto a la transisión térica, en el evaorador. Inconvenientes Desrecalentaiento liitado entre etaas, lo que ace al sistea sólo ato con fluidos cuyo auento de teeratura, en la coresión, sea oderado. Eva. ' + Máquinas con intercabiador interedio. Concetos básicos En grandes instalaciones se utilizan configuraciones dotadas de reciientes interedios a la resión interedia, estos tienen la función, no solo de rovocar el enfriaiento de los vaores de baja, sino la obtención de títulos elevados en entrada a evaorador, son: De tio abierto; o inyección total. De tio cerrado; o de inyección arcial. E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag.

9 Intercabiador abierto. Inyección total Esquea Inyección total Ciclo de la instalación + + Eva. Eva. V V V V Desrecalentaiento y exansión escalonada. E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag. Reciiente a edia resión Vista externa Inyección total Análisis de caudales + Eva. V V Eva. + V V Desigualdad de caudales circulantes or etaas de coresión. Balance en el searador a resión interedia: +( +) = +( +) Caudal ásico or condensador += - - E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag. 9

10 Intercabiador cerrado Inyección arcial. Esquea Intercabiador cerrado Inyección arcial. Ciclo Evaora ador Condensa ador Evaorador Condensador Desrecalentaiento y exansión escalonada. E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag. Inyección arcial. Vista Intercabiador interedio tio cerrado De coresor B.P. Indicador nivel A coresor A.P. Drenaje aceite No figuran las conexiones desde condensador E. TORRELLA Pag. 9 E. TORRELLA Pag. 0 0

11 Intercabiador interedio Discusión Condensador Co. A.P. La utilización de las áquinas con intercabiador tio cerrado se debe a que a esar de ser enos eficiente desde un unto de vista energético, la instalación trabaja con un exansor rincial que actúa entre las resiones extreas (condensación y evaoración), lo que garantiza una ejor alientación al evaorador, al ser este exansor de coortaiento as estable que los de la instalación con intercabiador abierto en la que los exansores trabajan con tasas inferiores a la total. Método de desrecalentaiento Co.B.P. Evaorador Inyección de liquido Intercabiador suerficial Inyección total Exansión escalonada (Iny. liquido otativa) Inyección arcial E. TORRELLA Pag. Elección de la resión interedia. Métodos Igualdad de relaciones de coresión. Igualdad de teeraturas de descarga. Potencia ínia. Necesidad de una teeratura interedia. Iuesta en coresores coound. Elección de la resión interedia. Igualdad tasas. i o = K i i = o. K La relación entre entre teeraturas de entrada e y salida s a coresores, será: T sa =[ n- K ] n =[ T ea i n- i ] n = T sb o T eb con lo que T ea >T eb ; T sa >T sb E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag.

12 Igualdad de teeraturas de descarga. Mínia otencia consuida. En base a las consideraciones ecas con igualdad de tasas de coresión: K i < i o con lo que la etaa de coresión de baja trabaja con un enor salto. Obtención del ínio de la sua de: cb ( - ( - P cb = s ) cb = ) R ib R B R B P ca = ca ( s - ) R ia R A = ca ( - ) R A E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag. Mínia otencia consuida. Forulas aroxiadas: Beringer (aoníaco); teeratura interedia a la resión calculada coo edia geoétrica T =T + C ot i Czalinsky T = T.T ot o K Sandolt i = o. K + 0. [Kg / c ] E. TORRELLA Pag. Reresentación., COP,,,,, R-; T K = 0ºC; T 0 = -0ºC G.S. = ºC; G.R. = ºC INT. ABIERTO EXP. ESCALONADA INY. LIQUIDO TEMP. INTERMEDIA [ºC] E. TORRELLA Pag.

13 INSTALACION EJEMPLO INSTALACION TIPO BOOSTER Co. alternativos A.P. A.C.S. (desrecalent.) Condens. Aire Salas de roceso cliatizadas, con eva. secos. Intercabiador interedio tio cerrado. Reciiente liquido B.P. Generador-ielo (reenfriaiento) Túneles de enfriaiento y cáaras de alacenaiento. Co. tornillo B.P. E. TORRELLA E. TORRELLA DANFOSS KG.00.B.0 Pag. 0 COMPRESION EN ALTA INTERCAMBIADOR A.C.S. Presostato de alta en descarga Presostato de baja en succión Presostato diferencial de aceite Regulador de caacidad Arovecaiento entálico de los vaores recalentados, revio a su condensación. E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag.

14 PUESTO DE CONDENSACION Válvulas solenoides de control. Válvulas antiretorno. Control de la resión de condensación, en caso de baja carga o aire de condensación a baja teeratura, deriva desde el intercabiador de A.C.S. acia el reciiente de alta resión. Reciiente de alta resión, con válvula de flotador de alta. VALVULA FLOTADOR A.P. Pilota el suinistro de fluido al reciiente de baja resión. 9.- Obturador.- Conexión a reciiente B.P.,. Conexiones suerior e inferior a deósito A.P. E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag. ZONA INTERMEDIA EVAPORADORES ALTA TEMP. Evaoradores alta teeratura. Intercabiador tio cerrado. Reciiente liquido baja resión. Generador de ielo. Coresor de tornillo de baja resión. E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag.

15 RECIPIENTE DE LIQUIDO B.P. EVAPORADORES DE B.T. E. TORRELLA Pag. E. TORRELLA Pag. GENERADOR DE HIELO TERMOSTATICA DE NIVEL COMPRESOR DE TORNILLO E. TORRELLA Pag. 9 E. TORRELLA Pag. 0

16 INTERCAMBIADOR TIPO CERRADO E. TORRELLA Pag.