Ejemplo de caso recuperación

de calor

Santiago, 17.05.2017

Esquema de principio

23 kW 344 kW

To= -10°C

To= -35°C

dessobrecalenta

dor

condensador

recolector

compresor NK compresor

TK

evaporador

Índice de fugas con 200kg peso neto

2010:

(55+45+28)kg*100% / 200kg

=64%

2011:

=(15+20+10)kg*100%/200kg

=22.5%

2012:

=(10+65+10) kg*100%/200kg

=42.5%

2013:

=(18+20+50)kgkg*100%/200kg

=44%

2014:

=55kgkg*100%/200kg

=27.5%

Qué significan estas emisiones del refrigerante?

Por eso científicos han determinado las emisiones de CO² de un

avión con 380g CO² por cada kilómetro viajado por persona. Un auto

moderno causa notablemente menos, de 100 a 200g CO² por km.

Cuantos kilómetros usted puede conducir con un auto con el

mismo equivalente de CO²?

Qué significan estas emisiones del refrigerante?

español Valores / Werte Deutsch

recarga de refrigerante 2010 128.0 kg Kältemittel nachgefüllt 2010

2011 45.0 kg Kältemittel nachgefüllt 2011

2012 85.0 kg Kältemittel nachgefüllt 2012

2013 88.0 kg Kältemittel nachgefüllt 2013

2014 55.0 kg Kältemittel nachgefüllt 2014

total 401.0 kg total

Qué significan estas emisiones del refrigerante?

GWP R404A 4000 kgCO²/kg GWP R404A

Qué significan estas emisiones del refrigerante?

emisiones de CO2 1604000.00 kgCO² CO²-Emmisionen

emisiones t ipicas de un auto 0.15 kgCO²/km Auto Emmision typisch

kilometros recorridos 10693333 km Gefahrene Kilometer

Qué significan estas emisiones del refrigerante?

circunferencia terrestre 40075 km Erdumfang

267 vueltas al mundo

Subenfriamiento

La condensación

Anomalías observadas en rack 1

Alta condensación: En los manómetros se midieron diferentes

temperaturas de condensación . La temperatura de promedio de

condensación es 42°C.

Temperatura de condensación

Durante las mediciones se midieron temperaturas de

condensación desde 41°C hasta 44°C. La temperatura de condensación varía. Es demasiada

alta por el proceso de no-recuperación térmica.

Anomalías observadas en rack 1

En el techo se observa: VFL-ventiladores casi no

funcionan o con velocidad rotativa mínima

El sobrecalentamiento

La evaporación

Anomalías observadas en rack 1

Bajas temperaturas de evaporación: Durante la visita en el lugar se han podido medir temperaturas de evaporación (la mayoria de las

veces bajo de -14°C en NK y -40°C en TK).

Temperatura de evaporación

Se midieron temperaturas de evaporación

entre -13°C y -21°C. El nivel es principalmente

demasiado bajo y fluctúa mucho.

frecuencia de conmutación

La Potencia y la evaporación

Temperatura de condensación y evaporación en el tiempo

Coeficiente de eficiencia energética

rack de satélites

rack de satélites con 3 NK y 2 TK

compresores y recuperación de calor

Gráfica 1

en la gráfica 1

está visualizada la

rack de satélites

Esquema de principio

23 kW 344 kW

To= -10°C

To= -35°C

dessobrecalentador

condensador

recolector

compresor NK compresor TK

evaporador

Recuperación de calor: válvula de alivio

Limites

Problema Memoria de circuito

• Conexión de la bomba de circulación desde 24:00 hrs hasta

6:00 hrs

• Recuperación de calor no tiene tiempo para el

calentamiento

La estructura típica

Recuperación clásica de calor

Tubería bajo

presión

Tubería al

condensador

A los acumuladores

De los acumuladores

evaporador

Bomba en marcha

permanente

Válvula de tres

vías

dessobrecalentador

Recuperación clásica de calor

El ajuste del termóstato

Correo electrónico del fabricante

Estimado señor ZYX, los intercambiadores de haz tubular se entregaron en el año 2010 a "XYZ ciudad de

ejemplo" Se trata de intercambiadores de haz tubular con pared doble. Nosotros no conocemos las condiciones de diseño. En típicas condiciones de diseño los intercambiadores tienen el siguiente desempeño:

Calentamiento de agua de 30 a 40°C, temperatura de condensación en su lado frío

+45°C El cálculo de desempeño se efectúa en la condensación de refrigerante: Tipo 76/10x16/10 (1,5)

Qc = 14,25 kW Tipo 108/21x16/10 (1,2)

Qc=23,9 kW Sin embargo este desempeño puede ser solo indicadores. Estos no entregan ninguna información sobre el tamaño verdadero de las plantas refrigeradoras. En tiempos con

temperatura externa baja, o si se requiere menos capacidad refrigerante se reduce también el rendimiento de calor residual de las máquinas frigoríficas. Saludos cordiales,

Rendimiento de dessobrecalentador y cantidad

de agua calentada

Heizleistung tatsächlich

Tarea

Calcula el (coeficiente de eficiencia energética) EER y el

COP utilizando el Diagrama lgp-h y los siguientes supuestos

para los siguientes puntos de funcionamiento:

Refrigerante R404A

To=-10°C

Sobrecalentamiento=10K

Tc=43°C, 35°C, 30,°C

Subenfriamiento:2K

Temperatura de agua saliente= 57°C

eficacia isotrópica :67%

disipación térmica : 0%

Puntos de funcionamiento en Diagrama lgp h

h3=265

h1=371

h2is=403

to Tc h1 h2is Dh (h2is-h1) Eta is Dh (h2real-h1) h2 real h3 EER

-10 43 371.0 403 32.0 67 47.8 418.8 265 2.22

Puntos de funcionamiento en Diagrama lgp h

h3=265

h1=371

h2is=403

h2real=418.8

to Tc h1 h2is Dh (h2is-h1) Eta is Dh (h2real-h1) h2 real h3 EER

-10.0 °C 43.0 °C 371.00 KJ/kg 403.00 KJ/kg 32.00 KJ/kg 67.0 % 47.76 KJ/kg 418.76 KJ/kg 265.00 KJ/kg 2.22

Puntos de funcionamiento en Diagrama lgp h

to Tc h1 h2is Dh (h2is-h1) Eta is Dh (h2real-h1) h2 real h3 EER

-10.0 °C 35.0 °C 371.00 KJ/kg 399.00 KJ/kg 28.00 KJ/kg 67.0 % 41.79 KJ/kg 412.79 KJ/kg 251.00 KJ/kg 2.87

h3=251

h1=371

h2is=399

h2real=412.8

to Tc h1 h2is Dh (h2is-h1) Eta is Dh (h2real-h1) h2 real h3 EER

-10.0 °C 30.0 °C 371.00 KJ/kg 396.00 KJ/kg 25.00 KJ/kg 67.0 % 37.31 KJ/kg 408.31 KJ/kg 242.00 KJ/kg 3.46

Puntos de funcionamiento en Diagrama lgp h

h3=242

h1=371

h2is=396

h2real=408.3

Puntos de funcionamiento en

Diagrama lgp h

qo=106 kJ/kg

qo= 120 kJ/kg

qo=129 kJ/kg

Wi=47.8

Wi=41.8

Wi=37.3

EER=2.22

EER=2.87

EER=3.46

-10.0 °C 43.0 °C

-10.0 °C 35.0 °C

-10.0 °C 30.0 °C

-10.0 °C 43.0 °C

-10.0 °C 35.0 °C

-10.0 °C 30.0 °C

Puntos de funcionamiento en

Diagrama lgp h qc=153. kJ/kg

qc=161.8 kJ/kg

qc=166.3 kJ/kg

-10.0 °C 43.0 °C

-10.0 °C 35.0 °C

-10.0 °C 30.0 °C

Datos técnicos de un compresor

Resumen de los valores

temperatura

de

evaporation

temperatura

de

condensacion

capacidad

de

evaporation

Potencia de

eletrica

capacidad de

condensacion

EER COP

to

tc Qo Pel Qh EER COP

°C °C kW kW kW

-10.0 °C 43.0 °C 76.8 kW 34.10 kW 110.9 kW 2.25 3.25

-10.0 °C 35.0 °C 89.8 kW 31.50 kW 121.3 kW 2.85 3.85

-10.0 °C 30.0 °C 97.8 kW 29.60 kW 127.4 kW 3.30 4.30

Cálculo de rendimiento dessobrecalentador

Calcula el rendimiento proporcional del

dessobrecalentador para una KM-temperatura de

salida de 57°C.

a) En por ciento y

b) en kW!

c) La cantidad de agua caliente generada en un

calentamiento de 10°C a 55°C

Puntos de funcionamiento en

Diagrama lgp h

402 KJ/kg

408 KJ/kg

Cálculo de rendimiento dessobrecalentador

Calcula el rendimiento proporcional del

dessobrecalentador para una KM-temperatura de

salida de 57°C.

a) En por ciento y

b) en kW!

c) La cantidad de agua caliente generada en un

calentamiento de 10°C a 55°C

Punto

Punkt

1

2

3

h2ch Dh

resrecalen

tador

qc

(h2-h2ch) qc

(kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg)

402 16.8 153.8

408 4.8 161.8

166.3

capacidad

de

desrecalen

tador

capacidad

de

desrecalent

ador

Enthitzer

leistung

Enthitzer

wärme

(%) (kW)

10.9 12.1 kW

3.0 3.6 kW

0.0 kW

Costos por punto de funcionamiento

Calcule:

Periodo de funcionamiento del compressor (Base: Tc=43°C)

Costos para el compressor

Ahorros en comparación al valor de 43°C por hora

Ahorros en comparación al valor de 43°C por año (valor

teórico)

temperatura

de

evaporation

temperatura

de

condensacion

capacidad

de

evaporation

Potencia de

eletrica

operacion

de

compressor

costos de

compressor

ahorro /

hora

ahorro / a

to tc Qo Pel Laufzeit Kosten Einsparung

/h

Einsparung /a

°C °C kW kW

-10.0 °C 43.0 °C 76.8 kW 34.10 kW 1.00 h 5.46 €/h 0.00 €/h 0 €/a

-10.0 °C 35.0 °C 89.8 kW 31.50 kW 0.86 h 4.31 €/h 1.15 €/h 6690 €/a

-10.0 °C 30.0 °C 97.8 kW 29.60 kW 0.79 h 3.72 €/h 1.74 €/h 10144 €/a

Costos total y de gas

Qué aprendimos de estos números: Planificando se calculan ciertas

metas de ahorro!!! Para poder lograr ciertas metas, hay que entregar

especificaciones a los montadores/operadores para los ajustes.

Punto

Punkt

1

2

3

ahorro en

gas

costo

adicional

de gas

Eingesparte

Gaskosten

Zusätzliche

Gaskosten

(€/h) (€/h)

0.50 0.00

0.15 0.35

0.00 0.50

costo total ahorro real ahorro real

per dia

ahorro real

per anno

Gesamt

kosten

Einsparung

tatsächlich

Einsparung

tatsächlich

pro Tag

Einsparung

tatsächlich

pro Jahr

(€/h) (€/h) (€/d) (€/a)

5.46 0.00 € 0.00 € 0.00 €

4.66 0.79 € 12.67 € 4626.14 €

4.22 1.23 € 19.74 € 7206.74 €

• buscar fugas/Lecksuche (Razón: evaporador

con fugas)

• Comentarios para la búsqueda de fugas

Qué medidas deben implementarse?

Welche Maßnahmen sollten ergriffen werden?

• Evaporador con resistencia adecuada a

medios agresivos

Qué medidas deben implementarse?

Welche Maßnahmen müssen ergriffen werden?

Qué medidas deben implementarse?

El ajuste del termóstato

Solución Memoria de circuito

• Reconstrucción de alimentación

• Conexión de la bomba de circulación desde 4:30 hrs hasta

6:00 hrs

• Recuperación de calor no tiene tiempo para el

calentamiento

HRV – propuesta de solución

A los

acumuladores

De los acumuladores

qc=153. kJ/kg

qc=161.8 kJ/kg

qc=166.3 kJ/kg

-10.0 °C 43.0 °C

-10.0 °C 35.0 °C

-10.0 °C 30.0 °C

• Reducción de la temperatura decondensación

• Determinación de la mínima temperatura de

condensacion

Qué medidas deben implementarse?

Welche Maßnahmen müssen ergriffen werden?

• Aumento de la temperatura de evaporación

Qué medidas deben implementarse?

Welche Maßnahmen müssen ergriffen werden?

3.3 / 2.94 = 1.12 12%

• montaje de un intercambiador de subenfriamineto

• Einbau eines Unterkühlers

Qué medidas deben implementarse?

Welche Maßnahmen müssen ergriffen werden?

Mayor flujo másico en el condensador da mayor capacidad de calentamiento

Condensador

Válvula

Solenoide

Inyección de

vapor De

Tornillo o

Scroll

Evaporador

Comienza el proceso!

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