12/01/2011. Tipos de condensadores. Sistemas de condensación LOS CONDENSADORES CONDENSADORES DE AGUA. Condensación por agua

Transcripción

1 Tipos de condensadores Salida del aire Entrada refrigerante vapor Bomba Entrada refrigerante vapor LOS CONDENSADOES Salida Entrada del aire refrigerante liquido Condensación por aire Entrada del agua Salida refrigerante liquido Condensación por agua Salida del agua Salida del aire Entrada del agua Bomba Entrada refrigerante vapor Entrada del aire Salida refrigerante liquido Condensación mixta Torre de enfriamiento Salida del agua Entrada refrigerante vapor Salida refrigerante liquido Entrada del aire Ventilador Salida del aire Condensación mixta Condensador evaporativo Entrada del agua Salida del agua Bomba page Sistemas de condensación page 3 1

2 Doble tubo Disposición en calandra page 5 page 6 Disposición carcasa - tubos Equipos compactos. Enfriadoras page 7 page 8

3 Disposición carcasa - tubos. Carcasa - tubos. Superficie de transmisión Fluido U [W/m ] Flujo [W/m ] ΔT m [] v agua [m/s] Q USΔT T T ws we ΔT m T T ln T T m m we ws Q Q S UΔT Φ ΔTw ΔT1 ln ΔT Amoniaco ,8-1,5 Halogenados ,5 -,5 El incremento de temperaturas logarítmico medio, es una aproximación, al despreciarse tanto el recalentamiento como el posible subenfriamiento. page 9 page 10 Disposición carcasa - tubos. Temperaturas Disposición carcasa - tubos. Caudal agua Denominando T a la temperatura de la pared en contacto con el fluido y T A a la de la superficie en contacto con el agua, y considerando: Igualdad entre superficies externa e interna. Temperatura media del agua T m como semisuma entre las de entrada y salida. El caudal y la velocidad de paso del agua necesario para eliminar la potencia del condensador son: Q M w ρ c ( T T w pw ws we 4zM w v w nπ D i Q h S( T T h S( T T US( T T A T T U( T T m h TA Tm U( T T m h A A m m en la que: Di diámetro interno. n número de tubos. z número de pasos en el agua. page 11 page 1 3

4 Disposición carcasa - tubos. Coeficiente global Disposición carcasa - tubos. Coeficientes Cabe la distinción de tubos lisos o aleteados para la obtención del coeficiente global referido a la superficie externa: 1 U lisos 1 e S 1 e + + h S h U s 1 εh 1 e + + e/ resistencias conductivas, incluyendo espesor de pared, aceite, incrustaciones, corrosión. ε eficiencia de la de longitud L ( Th (ml/ml; con ml 1. i i A S 1 e S h A Para el refrigerante por el exterior de tubos lisos horizontales, con capa de condensado cayendo en flujo laminar: λ h 0,74 f f A 1 ( T T D e gρ A μ 3 λ ρ densidad del liquido. μ viscosidad dinámica del liquido. g aceleración de la gravedad. f 1 factor que considera el espesor del condensado en los tubos inferiores. f factor que considera la velocidad del vapor sobre la primera fila. 0, 5 0, 5 page 13 page 14 Disposición carcasa - tubos. Correcciones Disposición carcasa - tubos. Coeficientes Factores: 0,5 x1 π n f 1,039 1 C x f 0,43 ( 0,1 e ( Pr 0, 33 C 1 (en línea; 0,5 (tresbolillo. x distancias entre tubos (1horizontal, vertical. e número de eynolds (v vapor De / n. Pr número de Prandtl. 1 6 Para el refrigerante por el exterior de tubos aleteados horizontales, con capa de condensado cayendo en flujo laminar: λ h 0,74 f f f A 1 3 T T D ( e f 3 / 1,1 ε 0, 5 FV De FH F + F F 4 3 FH w w D D e e D D F F F e π 1 + π ; 0,5π ; V H s s D + FV 0,5 D diámetro de la ; w espesor de la ; s separación entre s. page 15 page 16 4

5 Disposición carcasa - tubos. Coeficientes Para el agua por el interior de tubos en régimen turbulento: Con subenfriamiento de liquido 0,8 43 Nu 0,01e01e Pr 0, Di h D A i w page 17 page 18 De placas Sujección de tubos page 19 page 0 5

6 CONDENSADO VETICAL DE AGUA CONDENSACIÓN CON AGUA COMP. HEME/SEMIHEMÉTICO -5 TEMP. EVAPOACIÓN [ C] Q Q + PC Q COP 0 0 TEMP. CONDENSACIÓN 30 C 35 C 40 C 45 C 50 C 55 C 1,15 1,5 1,35 1,45 1,55 1,65 1,75 Q /Q 0 page 1 page CONDENSACIÓN CON AGUA COMPESO ABIETO CAACTEÍSTICAS OPEATIVAS CONDENSACIÓN CON AGUA TEMP. EVAPOACIÓN [ C] -5 TEMP. COND C 35 C C 45 C C C ,1 1, 1,3 1,4 1,5 1,6 Q /Q 0 Q U SΔT Q M c ( T T w pw m ws 1 Q ( 1 M c T T w pw we e we US / M c f ( T, T w pw we es decir, frecuentemente, en catálogos de fabricante se especifica la potencia de un condensador en función de las temperaturas de condensación y de entrada de agua. page 3 page 4 6

7 Comparación con condensación por agua LOS CONDENSADOES DE AIE Los condensadores de aire son universalmente utilizados tanto en aplicaciones domésticas como en industriales. El aumento experimentado en su uso, frente a los de agua, se debe: Déficit de recursos hidráulicos, sobre todo en centros urbanos. Protección medioambiental. Presentan dos inconvenientes principales frente a la condensación con agua: Una mayor presión de condensación. Mayores niveles sonoros. page 6 Convección natural Convección forzada page 7 page 8 7

8 Forzada. Tiro inducido/forzado Disposición circular y ubicación Norte page 9 page 30 Vistas de equipos Banco de tubos aleteados Longitudes características: L longitud del recorrido del aire. wa espesor de la. x distancia entre s. x 1 x x distancias entre tubos (tresbolillo*. S t superficie externa de los tubos. S i superficie interna de los tubos S superficie de las s * para disposición en línea el coeficiente global es un 10% inferior. page 31 page 3 8

9 Banco de tubos aleteados Banco de tubos aleteados Coeficiente de película lado del aire Coeficiente de película lado del refrigerante h a D a equi C e m equi L D equi n gρ h 0,7 μ 3 λ D ( T T i pared D equi ( x D ( x equi ( x D + ( x equi w w n 0,45 + 0, 0066 L D equi e e m 0,8 + 0,08 C A( 1,36 0, L/D equi h 0,167 0, 5 100( T T D pared i La temperatura de la pared puede estimarse como semisuma de las del aire (despreciando la resistencia térmica de la pared del tubo. A 0,41 0,36 0,01 0,15 0,08 0,0475 page 33 page 34 Banco de tubos aleteados Coeficientes globales empíricos Coeficiente global: U e 1 + h S 1 S e S i i + + S S t ε h a U [W/m ] Tubos lisos 0 a 70 El coeficiente de película del lado del aire es de 40 a 60 veces inferior al del lado del refrigerante. Dequi Th( mς ε Dequi mς m ha w ς 1+ 0,35ln(3 con Aletas Forzada 17 a 35 con Aletas Natural 8 a 14 page 35 page 36 9

10 Características CONDENSADOES AIE FOZADO Otras características medias Temperatura de condensación: T T Ea + T + ( 10 0º C Velocidad de paso del aire Media potencia; 3 4,5 m/s. Alta potencia; 4,5 10 m/s. Caudal de aire M a Sa Q c ( T T paire Sa Ea DIÁMETO INTEIO [mm] DISTANCIA ALETAS [mm] GENEAL 10 a 5 a 5 PO CADA 1,160 kw SUPEF. [m ] CAUDAL AIE [Nm 3/h] POTENCIA VENTIL. [kw] 3 a a 700 0,0 a 0,055 Ventiladores, en general, helicoidales, circulación de abajo a arriba para disminuir el problema de ruido. page 37 page 38 UNIDADES DE CONDENSACION PO AIE Curvas de catálogo. Potencia frigorífica Q 0 [kw] T 0 4,44 C 7, C 10 C T ambiente [ C] page 39 page 40 10

11 TOE DE ENFIAMIENTO ESQUEMA TOES DE ENFIAMIENTO page 4 TOE DE ENFIAMIENTO CLASIFICACIÓN CICULACIÓN DEL AIE TIO TOE DE TIO MECANICO CLASIFICACIÓN FLUJO MECÁNICO (VENTILADO NATUAL (DENSIDAD MIXTO CONTACOIENTE FLUJO CUZADO FOZADO INDUCIDO page 43 page 44 11

12 TIPOS DE TIO TOE DE ENFIAMIENTO TIPOS DE ELLENO page 45 page 46 EQUIPAMIENTO SISTEMAS DE OCIADO TIPOS DE ELIMINADOES DE GOTAS a DE PASO SENCILLO b DE PASO DOBLE c DE PASO TIPLE (UNIDOS d DE PASO TIPLE (SOLAPADOS e ONDULADOS page 47 page 48 1

13 EQUIPAMIENTO Otros equipos (nivel; calentador EQUIPAMIENTO VENTILADOES (INDUCCIÓN page 49 page 50 EQUIPAMIENTO VENTILADOES (FOZADO TOES DE TIO MECÁNICO CUVA GENÉICA CATÁLOGO T w [ C] t H 0 C t H 5 C t H 30 C T w1 [ C] ELACIÓN CONSTANTE "L/G" page 51 page 5 13

14 FUNCIONAMIENTO CONDENSADOES EVAPOATIVOS Un condensador evaporativo combina las funciones de un condensador de agua y una torre de enfriamiento. La transmisión de la potencia de condensación tiene lugar en dos etapas: Del interior de los tubos hacia la capa deagua (calor sensible. Delaguaalacorrientedeairepormediode transferencia conjunta de calor y masa. page 54 ESQUEMA GENÉICO CAACTEÍSTICAS MEDIAS ecirculación del agua Salida aire Separador de gotas Circuito fluido primario Tubos de cobre o acero planos o aleteados. Velocidades óptimas de aire en el rango de 3a5 m/s. Coeficientes globales medios de 500 a 700 W/m. Flujos de calor de 1400 a 00 W/m. Diferencias logarítmicas de a3(entrefluidoy agua. T T h aire + (8 10. Entrada aire Entrada aire page 55 page 56 14

15 COND. EVAPOATIVOS Tiro forzado e inducido COND. EVAPOATIVOS Componentes page 57 page 58 COND. EVAPOATIVOS Vistas CONDENSADOES Consumo específico de agua TIPO F/m 3 de agua No recuperable 4000 a 6000 Torre/Condensador evaporativo a page 59 page 60 15

16 MANTENIMIENTO CUVAS DE CATALOGO Q [kw] Th15ºC Th17ºC Th19ºC Th1ºC Th3ºC T [ºC] page 61 page 6 CONDENSADOES Incrementos de temperatura [ C] CAACTEISTICAS CONDENSADOES ESUMEN MEDIO DE CONDENSACIÓN AIE CONVECCIÓN NATUAL SALTO EN EL AGUA SALTO ENTE "T" Y "T" ENTADA 15 AIE CONVECCIÓN FOZADA 15 AGUA DOBLE TUBO AGUA MULTITUBULA HOIZONTAL 5 a page 64 16

17 CONDENSADOES Coeficiente global (rangos [cal/hm C] MEDIO DE CONDENSACIÓN Máximo Mínimo AIE CONVECCIÓN NATUAL 10 5 AIE CONVECCIÓN FOZADA 40 0 AGUA DOBLE TUBO AGUA MULTITUB. HOIZONTAL AGUA MULTITUBULA VETICAL AIE+AGUA EVAPOATIVO page 65 17