Aparatos, recipientes, etc. a presión, tratamiento y almacenamiento de aire comprimido, y plantas e instalaciones frigoríficas
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#255883
Hola, hace un par de meses entré a trabajar como estudiante de prácticas en una fábrica nueva y me encasquetaron ocuparme de posibles mejoras energéticas considerando que al ser nueva hay bastante donde rascar, así que tengo un trabajo por delante bastante largo.
Mi primera duda es la siguiente. La instalación de frio es de R-717 con 3 separadores con evaporador de tipo inundado y 2 condensador evaporativo. Consta de 3 circuitos(-22ºC,-8ºC y -3ºC).
Me han pedido obtener el calor disipado en los condesadores. Y para ello, ha falta de caudalímetros, he pedido las tablas de volumen desplazado por los compresores. Viendo la instalación trabajando, dos compresores (450 kW a 2950rpm, factor de potencia 0,88) en concreto, tenia los siguientes datos:

1º Compresor 1583rpm 100%capacidad. -->1264m3/h(según tabla instalador)
Presión previa a compresión=2,18bar Tºantes compresión=-7,5ºC
Presión posterior a compresión=11,98 bar Tºdespués de compresión= 61,5ºC

2º Compresor 2570 rpm 100% capacidad -->2056m3/h( según tabla instalador)
Presión previa a compresión=2,19bar Tºantes compresión=-7,2ºC
Presión posterior a compresión=12,07 bar Tºdespués de compresión= 72,3ºC

Por lo tanto a partir de estos datos, y con la gráfica del R-717 de P-h.
Considerando que tanto a la salida como a la entrada de los compresores el amoniaco se encuentra en estado gaseoso y teniendo la temperatura y la presión obtengo los siguientes datos.

h1a(entalpía antes de compresión del compresor 1)=1760 KJ/Kg
h2a(entalpía después de compresión del compresor 1)= 1870 KJ/Kg
Volumen específico tras compresión= 0,125 m3/kg

h1b(entalpía antes de compresión del compresor 2)=1760 KJ/Kg
h2b(entalpía después de compresión del compresor 2)=1900 KJ/Kg
Volumen específico tras compresión= 0,130 m3/kg

De aquí obtengo el gasto másico de cada compresor:
m1 (Gasto másico compresor 1)=1264m3/h*1h/3600s*1kg/0,125m3=2,809kg/s
m2 (Gasto másico compresor 2)=2056m3/h*1h/3600s*1kg/0,130m3=4,393kg/s

Y por lo tanto ya puedo obtener la potencia consumida por cada compresor:
Wc1( potencia consumida por compresor 1)=m1*(h2a-h1a)=2,809*(1870-1760)=308,99kW
Wc2( potencia consumida por compresor 2)=m2*(h2b-h1b)=4,393*(1900-1760)=615,02kW

¿Dónde me estoy equivocando?no puede ser que, por ejemplo, en el caso del compresor 2, sin trabajar a su potencia máxima, me de 615kW cuando su potencia es 450kW.
En ambos casos me da demasiada potencia.

Una pregunta a parte, veo que los cerditos de purga de los separadores no están aislados y están cubiertos de hielo,¿no sería lo suyo aislarlos?, lo mismo pasa con los intercambiadores de placas del evaporador, ¿no se suele aislar intentando no comprometer después el momento de trabajar sobre ellos en mantenimiento,etc...? es una superficie metálica a unos -6ºC perfectamente transmitiendo calor al ambiente continuamente...
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#255885
Haz medidas eléctricas y de ellas saca el gasto másico, posiblemente el dato con el que partes de caudal no sea correcto.
Por otra parte he de indicarte que si la instalación es nueva y el diseño correcto, el margen de mejora es poco, por lo general. Busca los equipos más viejos y atácalos.
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#255909
Sonne escribió:¿Dónde me estoy equivocando?no puede ser que, por ejemplo, en el caso del compresor 2, sin trabajar a su potencia máxima, me de 615kW cuando su potencia es 450kW.
En ambos casos me da demasiada potencia.
A primera vista veo el primer error, el volumen específico debes tomarlo a la entrada del compresor no a la descarga. Prueba a ver lo que pasa con los cálculos rehechos

Una pregunta a parte, veo que los cerditos de purga de los separadores no están aislados y están cubiertos de hielo,¿no sería lo suyo aislarlos?, lo mismo pasa con los intercambiadores de placas del evaporador, ¿no se suele aislar intentando no comprometer después el momento de trabajar sobre ellos en mantenimiento,etc...? es una superficie metálica a unos -6ºC perfectamente transmitiendo calor al ambiente continuamente...¿Transmite o recibe calor? sera lo segundo, supongo que se trata del enfriamiento de algún glicol en una planta industrial. En mantenimiento es más díficil y caro retirar un aislamiento que una capa de hielo.



SALUDOS :brindis
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#255965
Muchas gracias por las respuestas.
Cogiendo el volumen específico a la entrada del compresor y no a la descarga como antes, además de mirando los datos directamente en el variador de frecuencia he obtenido los siguientes datos.

Potencia del motor = 379kW
n (revoluciones del motor)= 2754 rpm-->2203,72m3/h
Presión admisión R-717= 2,10 bar
Presión descarga R-717= 11,64bar
Tºadmisión R-717=-7,8ºC
Tºdescarga R-717=74ºC

De la tabla P-h del R-717 obtengo:
h1(entalpía antes de compresión)=1760 KJ/Kg
h2(entalpía tras compresión)=1910 KJ/kg

Pasando de caudal volumétrico a másico:
2203,72m3/h*1h/3600s*1kg/0,58m3=1,055Kg/s=m(gasto másico compresor)

Wc(potencia del compresor)=m*(h2-h1)=1,055*(1910-1760)= 158'25 kW

¿No sale muy poco ahora considerando que el motor está entregando 379 kW, a parte de considerar pérdidas por aceite,rozamientos, etc...?

En cuanto a los intercambiadores de placas hay varios, es de NH3 a varias clases de glicol (monoetilenglicol 33%,etc...), el amoniaco enfria el glicol, y otro de monopropilenglicol/R-507. Si la capa de aislante que se pusiese no dificultase las tareas de mantenimiento, aunque no estuviese aislado totalmente, se podría reducir la superficie de transferencia de calor, no se, al ser nuevo en esto puede que me choque un poco ver todo aislado y luego el intercambiador sin nada y con un bloque de hielo alrededor( el del circuito de -22ºC está totalmente recubierto de hielo).
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#255985
Hola Sonne, debes considerar que la diferencia de entalpías en el compresor leídas en tablas no es igual a la potencia eléctrica del motor eléctrico. Esa diferencia de entalpías es solo el equivalente térmico del trabajo del compresor, debes tener en cuenta otras cosas como el rendimiento mecánico, rendimiento del motor eléctrico, etc.

Respecto al hielo, es muy buen aislante no debe preocuparte este tema.

SALUDOS
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