Aerorefrigerador híbrido

Transcripción

1 Aerorefrigerador híbrido

2 La empresa Jäggi/Güntner (Suiza) AG junto con Hans Güntner GmbH, Fürstenfeldbruck es una empresa del grupo A-HEAT (Allied Heat Exchange Technology AG). Somos fabricantes del Aerorefrigerador híbrido (producto patentado) Jäggi ( híbrido) y operamos en todo el mundo. En nuestras instalaciones de Trimbach, en las cercanías de Olten/ Suiza, se realiza el desarrollo del proyecto con software especial de nuestra propiedad que incluye producción, y servicio postventa y de distribución del híbrido Jäggi. Actualmente trabajan en Trimbach más de 50 colaboradores. Los colaboradores de postventa y la red del grupo establecen en todo el mundo una proximidad con el cliente. Nuestro trabajo es calidad! 2

3 Aerorefrigerador híbrido Jäggi Principio de funcionamiento El híbrido Jäggi es un enfriado por aire que evacua calor al aire ambiente en seco, es decir por convección, y también por evaporación. El portador de calor, generalmente agua o una mezcla agua/ glicol, circula a través del intercambiador de calor de tubo aletado dispuesto en forma de V. Para temperaturas ambiente bajas (aprox C) se evacua el calor en seco por convección de acuerdo a su diseño como (enfriador de líquido). Si aumenta la temperatura del aire sobre el punto de consigna, la superficie exterior de las baterías de intercambio de calor se humedece gradualmente con agua. Como consecuencia la evacuación de calor se realiza en parte por convección y en parte por el efecto de evaporación. Si continúa el aumento de la temperatura del aire, la superficie del intercambiador de calor se humecta con mayor intensidad hasta que el equipo trabaje solamente como enfriador por evaporación. La humidificación se realiza con suficiente agua para garantizar que la superficie mojada sea constante y uniforme y lavar de forma eficiente las partículas de suciedad del aire ambiente, evitándose el secado de las aletas. El híbrido Jäggi también puede utilizarse como condensador para refrigerantes de todo tipo, especialmente para NH3. Al condensador o licuador propiamente dicho está antepuesto un disipador de calor que funciona por convección tradicional. Refrigerador híbrido Jäggi normal 1 Circuito de refrigeración primario 2 Alimentación 3 Elementos refrigerante 4 Retorno 5 Fuente de calor 6 Bomba del circuito refrigerante 7 Circuito de agua humectante 8 Agua adicional 9 Cubeta colectora de agua 10 Desenlodado 11 Aire de refrigeración 12 Ventilador 13 Accionamiento del ventilador Aerorefrigerador híbrido Jäggi disipador de calor (portador de calor NH3) El agua excedente se recoge en una cubeta debajo del refrigerador o en un depósito independiente que alimenta al circuito de humectación hasta alcanzar el caudal requerido, existe un dispositivo automático de control de nivel de agua. El control de la unidad se suministra generalmente con el refrigerador híbrido Jäggi. Este se encarga de la regulación del rendimiento del equipo, que en la mayoría de los casos tiene lugar a través del control del volumen de aire, mediante la regulación de la velocidad (rpm) de los ventiladores y/ o nº de ventiladores en funcionamiento Además, se supervisa la calidad del agua, el caudal de agua, y el nivel de agua, incluida la protección contra la marcha en seco de las bombas Entrada de gas caliente (refrigerante) 2 Tubería de alimentación 3 Evacuador de calor, seco 4 Licuefactor, humectable 5 Salida de condensado 6 Fuente de calor 7 Circuito de agua de humectación Agua adicional 9 Cubeta colectora 10 Desenlodado 11 Aire de refrigeración 12 Ventilador 13 Accionamiento del ventilador Técnología con la que Ud. Ahorra recursos y dinero! 3

4 Alta rentabilidad incluso con elevado coste de inversión inicial Después de fabricar en 1991 el primer híbrido Jäggi se encuentran actualmente en operación con más de 700 de estos equipos. Allí donde se debe ahorrar agua y energía, se deben evitar emisiones a la atmosfera no permitidas y cumplir con condiciones exigentes de insonorización (nivel sonoro) pueden utilizarse de forma rentable los es híbridos Jäggi, todo ello a pesar de los elevados costes de inversión inicial. Las ventajas de la refrigeración seca-híbrida se basan en aspectos técnicos y económicos. Se necesita un alto coste de inversión inicial como consecuencia de la utilización en la fabricación de materiales inoxidables, sustancias de protección contra la corrosión y utilización de ventiladores de rotores silenciosos especiales, pero la inversión se amortiza, por el ahorro en agua ( alto coste de m 3 agua) en un período de 1 a 2 años. Coste de inversión [ ] Coste de servicio [ ] Consideraciónes respecto a rentabilidad del proyecto: Rango de temperaturas (Europa central) Gama de temperatura / Duración Curva característica de un híbrido Jäggi (ejemplo) Las bases para una comparación de rentabilidades de diferentes sistemas son el coste total anual de los sistemas de refrigeración, compuesto por: costes de capital, amortización y costes de servicios (agua, corriente, mantenimiento). La comparación de los costes con otros procesos de refrigeración se representa en los diagramas de arriba. Se debe indicarque las comparaciones presentadas solamente son válidas para los datos y condiciones límite existentes. Para los casos/regiones en los que el coste de agua sea bajo agua o el funcione de forma continua en baja carga otros sistemas posiblemente son más rentables. Como se puede extraer de las presentaciones anteriores, el híbrido Jäggi se caracteriza por un bajo consumo de agua y según el punto de consigna el control automático controla el funcionamiento en seco ó húmedo, optimizando el proceso de forma continua, la mayor parte del tiempo el sistema funcionará en seco. Debido al relativo elevado coste de inversión se recomienda una comparación de rentabilidad con otros sistemas. Si la instalación de refrigerador de retorno es componente de una instalación de refrigeración, se debe también considerar la influencia de la temperatura de condensación sobre los costos de adquisición y el consumo de energía de la máquina de refrigeración. Refrigeración libre (freecooling): por la desconexión temporal de la máquina refrigeradora puede ahorrarse energía eléctrica de forma considerable. 4

5 Retorno de capital, comparación de diferentes sistemas de refrigeración y representación del tiempo de amortización del refrigerador híbrido Jäggi en función del precio del agua Para la realización de la comparativa se puede utilizar un por evaporación de agua abierto, un por evaporación cerrado y un híbrido ( híbrido Jäggi). Se representa la diferencia de costes para el refrigerador híbrido Jäggi y los costes de servicio anual de los diferentes sistemas así como el tiempo de amortización en función del precio del agua por m 3. Ejemplo de cálculo Los datos de partida son: Ubicación de la instalación: Francfort Capacidad de refrigeración 630 kw, t E = 30 C, t A = 26 C, t L = 32 C / 38 % RF, L W = 82 db (A), refrigerante agua/glicol 70/30 % Tipo de coste Valor de adquisición incluido el montaje e IBS Instalación 1 por evaporación abierto Instalación 2 por evaporación cerrado Coste anual del m 3 de agua (costos de agua, corriente y capital) Instalación 3 híbrido Jäggi Euro Diferencia respecto a la instalación 1 Euro Diferencia respecto a la instalación 2 Euro Tiempo de amortización Años Tipo de interés % Anualidad % Coste de m 3 agua Euro / m 3 Conforme al diagrama Consumo de agua incluido el des-lodado m 3 / año Coste de energía eléctrica Euro / kwh Consumo energía eléctrica kwh / año Costo total electricidad Euro / año Costoe de capital Euro / año Costoe anuales Euro / año Suma correspondiente a los coste del agua Ejemplo de cálculo para un precio de agua de 4 /m 3 Costos de agua Costos de corriente Costos de capital Euro / año Euro/ año Euro / año Instalación 1 por evaporación abierto Costos anuales de servicio Euro / año (251%) Instalación 2 por evaporación cerrado (312%) Tiempo de amortización de los costes adicionales del refrigerador híbrido Jäggi Ejemplo de cálculo para un precio de agua de 4 /m 3 Instalación 1 por evaporación abierto Instalación 2 por evaporación cerrado = 1.4 años = 0.6 años Instalación 3 híbrido Jäggi (100%) El tiempo de amortización es el período hasta que los elevados costos de servicio del refrigerador por evaporación alcanzan los elevados costos de adquisición del refrigerador híbrido Jäggi. Otras características del híbrido Jäggi son: Sistema cerrado estanco: el oxígeno del aire o la suciedad no tiene acceso al circuito de refrigeración Funcionamiento libre de vapores: en servicio con humectación el aire no se satura por lo que no se presenta vapor de agua. En caso de temperaturas bajas se opera en la mayoría de los casos en seco Bajo peso total en operación: el contenido de agua de la cubeta inferior del es de aprox. 50 kg por cada metro de longitud del equipo Poca necesidad de espacio: los equipos conectados en paralelo se pueden instalar muy próximos entre sí Alta rentabilidad para T límite 4-5 C: se pueden alcanzar C para una temperatura del aire exterior de 32 C / 40 % humedad relativa, lo que permite optimizar la selección de los equipos tanto desde el punto de vista de inversión inicial como de ahorro energético (consumo eléctrico) Bajo nivel sonoro: se utilizan ventiladores de rotor silencioso. Es posible el cumplimiento de las más estrictas condiciones de protección contra el ruido sin necesidad de aplicar costosas medidas de insonorización y sin perdida adicional de presión en los ventiladores. Utilización del agua lluvia: recolección del agua lluvia en el área de operación para la utilización como agua de humectación Fácil mantenimiento: al híbrido Jäggi tiene acceso por todos los lados y desde el interior. Todos losa elementos constructivos son de fácil acceso, en especial las superficies del intercambiador de calor. Se puede observar a simple vista tanto el estado de ensuciamiento de las baterías como las zonas de posibles fugas que por accidente se pudieran generar. Mínimo riesgo de presencia de Legionella: el peligro de Legionella es extremadamente bajo ya que en el híbrido Jäggi el agua de humectación no se pulveriza y por lo tanto no se generan aerosoles o micro-gotas que puedan penetrar a los pulmones. La cubeta de agua contiene poca agua y se puede mantener limpia con facilidad. 5

6 Campos de aplicación, ejemplos de ejecución y referencias Los campos de aplicación del híbrido Jäggi son fundamentalmente: Sistemas de acondicionamiento de aire en edificios, aplicaciones de refrigeración industrial y aero-refrigeración de procesos. Campos de aplicación Ejemplos de ejecución: Campos de aplicación Acondicionamiento de aire en edificios Centros de cálculo ( informáticos) Industria de alimentos Industria química y del petróleo Industria automovil Artes gráficas Industria de bebidas estimulantes y alcohólicas, tabaco etc. Industria de la construcción Industria del vidrio Centrales eléctricas Industria de semiconductores Industria de embalajes Cervecería Enfriador de líquido/condensador para refrigeración del proceso Tipo de aparato HTK 1.8/4.8-2S-P4-VA Potencia total: 2000 kw Medio refrigerante: NH3 (amoniaco) Temperatura del medio: 70/33 C Estado de entrada del aire: 32 C, 38% hr (tf=21 C) Número de refrigeradores: 2 Lugar de montaje: Stuttgart Año de construcción: 1996 Universidad de Mainz Refrigeración central 6 HTK 2.4/10.9-2S Rendimiento calorífico: total 9000 kw Entrada de aire: 33 C / 40% hr Medio refrigerante: agua / 30% glicol A enfriar de 33 C a 27 C Lugar de montaje: Mainz 6

7 Centro de cálculo Vista parcial 8 HTK 2.4/10.9-2S Rendimiento calorífico: por cada refrigerador 1250 kw Entrada de aire: 38 C / 32% hr Medio refrigerante: agua / 30% glicol A enfriar de 34 C a 28 C Lugar de montaje: Sur de Alemania Centro de cálculo (Vista parcial) 6 HTK 2.4/10.9-2S-P2 Rendimiento calorífico: por cada refrigerador 1250 kw Entrada de aire: 38 C /32% hr Medio refrigerante: agua/30% glicol A enfriar de 34 C a 28 C Lugar de montaje: Sur de Alemania Vapores No gracias! Centro de cálculo 3 HTK 2.4/5-2S Rendimiento calorífico: por cada refrigerador 1174 kw Entrada de aire: 32 C / 38% hr Medio refrigerante: agua / 30% glicol A enfriar de 29 C a 25 C Lugar de montaje: Zurich 7

8 Detalles constructivos, vista general de equipos, modelos y materiales de ejecución Las baterías o elementos de intercambio se disponen en «V» en nuestros es híbridos. El tamaño de un refrigerador híbrido se determina en gran parte por las condiciones ambientales y los parámetros de cálculo de la instalación. Con la ayuda de nuestro software de diseño propio, podemos seleccionar la forma constructiva que satisfaga tanto las particularidades arquitectónicas como también las exigencias técnicas del proceso. Este software busca al mismo tiempo el cálculo de la rentabilidad de la instalación. Nuestro moderno sistema CAD y la estandarización de grupos constructivos nos posibilitan una elevada capacidad de adaptación a las exigencias del cliente. Tamaños constructivos estándar De las denominaciones de tipo HTK, se pueden determinar las características más importantes. Esto lo aclara un ejemplo. Ejemplo de tipo: Tipo 1.2/...-1S Tipo n L A C Peso HTK1.2/2.4-1S kg HTK 1.2/2.7-1S kg HTK 1.2/3.0-1S kg HTK 1.2/3.3-1S kg HTK 1.2/3.6-1S kg HTK 1.2/3.9-1S kg HTK 1.2/4.2-1S kg HTK 1.2/4.5-1S kg HTK 1.2/4.8-1S kg HTK 1.2/5.2-1S kg HTK 1.2/5.45-1S kg n = número de ventiladores L = Longitud del intercambiador de calor C= longitud con caja de bornes Todas las dimensiones en [mm] Peso: Peso en servicio con caja de bornes Construcción Los tipos HTK 1.2 /... y HTK 1.8/... vienen definidos por la altura de los elementos refrigerantes de 1200 y 1800 mm respectivamente. Se fabrican en chapa de lámina de acero. El tipo HTK 2.4/... con una altura de elemento refrigerante de 2400 mm se fabrica en acero galvanizado en caliente por inmersión. Los componentes de chapa son igualmente en ejecución en lámina de acero. Tipo 1.2/...-2S La tendencia actual es la tecnología híbrida! Tipo n L A B1 B2 C1 C2 Peso HTK1.2/2.4-2S kg HTK 1.2/2.7-2S kg HTK 1.2/3.0-2S kg HTK 1.2/3.3-2S kg HTK 1.2/3.6-2S kg HTK 1.2/3.9-2S kg HTK 1.2/4.2-2S kg HTK 1.2/4.5-2S kg HTK 1.2/4.8-2S kg HTK 1.2/5.2-2S kg HTK 1.2/5.45-2S kg HTK 1.2/6.6-2S kg HTK 1.2/7.2-2S kg HTK 1.2/7.8-2S kg HTK 1.2/8.4-2S kg HTK 1.2/9.0-2S kg HTK 1.2/9.6-2S kg HTK 1.2/10.4-2S kg HTK 1.2/10.9-2S kg n = número de ventiladores L = longitud del intercambiador de calor B1 = distancia con caja de bornes B2 = distancia con armario de fuerza C1 = longitud con caja de bornas C2 = longitud con armario de fuerza Todas las dimensiones en [mm] Peso: Peso de servicio con caja de bornes Peso de servicio con armario de fuerza kg 8