Sistema de Agua sub-enfriada - jetro.go.jp · Capacidad del sistema de enfriamiento Carga máxima...
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Sistema de Agua sub-enfriada
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Indice
Sistema de acumulación térmicaSistema del acumulación térmica (agua o hielo) Principio de sistema de agua sub-enfriada Sistema de agua sub-enfriadaFlujo de sistema de agua sub-enfriadaSistema de agua sub-enfriadaCaracterísticas del sistema de agua sub-enfriada Capacidad de carga para de suministro de agua fríaCaracterística de fundición de hieloComparación con sistema convencionalComparación de Sistema del acumulación de hieloMerito de introducciónEjemplo de uso Ejemplo de introducciónTabla de Especificación básica de sistema de agua sub-enfriadaTabla de Especificación básica de tanque de hieloParte de haciendo hielo en la sistema (paquete interior)Fuera de vista de la sistema (paquete exterior)
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345678910111213141516,171819,2021,22
Sistema de enfriamiento instantáneo Sistema de acumulación de hielo
Costo de electricidad Costo de electricidad con sistema de enfriamiento instantáneo
Es posible reducir el costo energético al detener el sistema de refrigeración.
Cambia Carga La operación del sistema de refrigeración La operación del sistema va en función de la carga. La capacidad de un sistema enfriada necesita la carga máxima. En este sistema de enfriamiento, hay muchas cargas al compresor.
Por usar hielo a tiempo punto,Carga máximo=Capacidad del sistema de enfriamiento+hieloMenor carga térmica para el compresor al ser un sistema más estable
Equipos Sistema enfriamiento general (Chiller) Sistema enfriamiento+ maquina de hielo+ tanque de hielo
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Acumulación de hielo
Punto
Costode electricidad
Tiempo
time
Load
Usar hielo
Capacidad del
sistema de
enfriamiento
Carga máxima
Carga punta
Carga promedio
Tiempo
Carga
Usar hielo
Sistema de acumulación térmica
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Temperatura de suministro=1℃; Temperatura de retorno=6℃ Capacidad de acumlación térmica=
50000kcal
Por ejemplo de la condición
En caso de acumalacion agua con hielo
IPF(Factor de embalaje de hielo )=30%
Calor latente de hielo= 80 kcal/ kg
Calor sensible de agua
Q=1×(6-0)=6 kcal/kgCalor latente de hielo
Q=80×30%=32kcal/kg
+ = Cantidad de agua requerida
m=50000/(32+6)= 1316kg
En caso de sólo acumlación de agua
Todo el calor sensible del agua
Q=1×(6-1)=5kcal/kg
Cantidad de agua requerida
m=50000/5=10000kg
Secondary cooling capacity
Capacidad de medio enfriado
1 / 7.6 veces
Solo agua
Agua con hielo
Sistema del acumlación térmica (agua o hielo)
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Principio del sistema de agua sub-enfriada
0℃
Tiempo
Temperatura de agua inferior(Sub enfriada)
(Agua en estado líquido a0℃)
Sub enfriada
Puede cambiarse el agua sub-enfriada a hielo del sorbete & agua(0℃). (Debido aque la condición de agua sub-enfriada es inestable) Estos carácteres se usan para sistema de agua sub-enfriada.
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Sistema de agua sub-enfriada
Tanque de hielohielo del sorbete
Máquina de hielo Intercambiador
Refrigerante(Te=-3.0~-3.5℃)
Agua helada (0.6℃)
La capacidad de producción hielo es constante independientemente de las condiciones de operación. Fundición de hielo adecuada, por que hielo está en sorbete.Producción y acumulación de hielo están separadas, por eso la instalacion del sistema es flexible.Fácil mantenimiento por que no existe en la parte de operacion mecanica.
Esta sistema puede aplicarse al área de alimentos, línea de proceso de química etc.. En donde existe un consumo alto de agua debido a unaelevada carga térmica y condiciones de operación variables6
Diagrama de flujo del sistema de agua sub-enfriada
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氷蓄熱ユニット
1
氷水搬送ライン
既設アイスビルダー
Torre de enfriamiento
Sistema de aguasub-enfriada
Tanque de hielo
Maquina de producción de hielo
Suministro de aguacon hielo
Su
min
istr
od
e ag
ua
Entrada de agua
Retorno de proceso
Suministro para proceso
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Intercambiador
MaquinaMaquina de de
producciproduccióónn de de
hielohieloIntercambiadorIntercambiadorIntercambiadorIntercambiadorIntercambiadorIntercambiadorIntercambiadorIntercambiador
CompresorCompresor de de
amoniacoamoniaco
HieloHielo de de sobretesobrete
TanqueTanque de de hielohielo
Agua Agua friafria
Agua Agua enfiadaenfiada
Agua subAgua sub--
enfiriadaenfiriada Carga de Produccion
BombaBomba de de suministrosuministro
aguaagua friafriaUnidadUnidad de de aguaagua subsub--enfriadaenfriada
DentroDentro de de tanquetanque de de hielohielo
<<<<FLUJO>>>>
<<<<FOTO>>>>
Sistema de agua sub-enfriada
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Características del sistema de agua sub-enfriada
Agua enfriada estabilizada (0~1℃) siempre se proporciona la eficacia.
Sistema de producción de hielo eficiente.Es continua la eficiencia desde el arranque hasta parada (COP de producción de hielo=4.2)No hay disminución en la capacidad de producción de hielo como en una máquina de producción de hielo estática convencional.
Sistema medioambientalEs posible que use refrigerante natural. Cantidad de refrigerante es mínima.Para usar el agua limpia, no hay problema sobre la polución.
Systema con instalación flexibleSeparación de unidad de agua sub-enfriada y tanque de hielo en esta sistema.
Sistema de suministro de agua fria estabilizadaAunque haya carga alta, la temperatura del agua fría por proceso no cambia.En caso de static ice canvencional, cuando reduccion de hielo o carga alta , hay problema auetemperatura de agua fria aumenta. Ese problema se resuelve por sistema de agua sub-enfriada.
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Proporción de hielo almacenado=hielo existente en el tanque/la capacidad máxima de almacen de hieloProporción de carga térmica=carga térmica de proceso/la capacidad de enfriador de hielo
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
0.0 10 20 30 40 50 60
Proporción de hielo almacenado(%)
Pro
po
rció
n d
e c
arg
a t
érm
ica
0.5℃ 1.0℃
Temp.de salida de agua fría
Capacidad de agua fría de suministro para carga
10
0
0.5
1
1.5
2
0102030405060708090100
Característica de fundiendo de hieloTemperatura
de suministrode agua[°C]
Hielo restante [%]
Sistema de banco de hielo convencional
Sistema de agua
sub-enfiada
Retorno de agua a 10℃
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Retorno de agua a 7℃
Retorno de agua a 5℃
Comparación con sistema convencional
Sistema de agua sub-enfriada Sistema convencional
Configuración de Sistema
Unida de agua sub-enfriada,Tanque de hielo, bomba de agua sub-enfriada
Unidad efriamiento, banco de hielo (incluyeserpentín de enfriamiento) Agitator
Eficiencia Alta: temperatura de evaporacion –3~–3.5℃Hasta paro del sistema, la temperatura de evaporacion no cambia y no hay disminución de capacidad
Baja: temperatura de evaporacion –10~–20℃Si la cantidad de hielo aumenta, hay unadisminución de temperatura de evaporación y eficiencia.
Potencia de suministro de aguapara proceso
Puede suministrarse agua fria estabilizada siempre porque es hielo de sorbete.Es fácil la fundición hielo, porque la extension del hielo es grande.
Cuando la carga es alta, la temperatura de aguaaumenta.
Instalación Es facil seleccionar forma y posicion de tanque de hielo, porque no necesita serpentín de enfriamiento.
Se restringe por la selección de serpentín de enfriamiento. Por un tanque cuadrado-formado, el área de la instalación se vuelve grande.
Mantenimiento Solo mantenimiento general para compresor, Intercambiador, etc…
Necesita mantenimiento de salmuera y refrigerante.En caso de fuga del lado de refrigerante, unareparación resulta complicada
Cantidad de salmueray refrigerante
Cantidad de refrigerante: minimoSalmuera : innecesario
Cantidad : elevadaSalmuera: elevada
Evaluación general Sistema eficaz y fácil de usar. Sistema antiguo
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Forma de hielo Hielo en sorbete Hielo estático
Sistema Sistema de agua sub-enfriada Sistema de banco de hielo
Sistema de producciónde hielo
Acumlacion de hielo en tanque con maquinade producción de hielo.
Producción de hielo en la circunferencia del serpentín por circulacion de agua y refrigerantedentro serpentín,
Sistema de fundiciónde hielo
Salida de chorro de agua desde tanquesuperior.Fundición de hielo e Intercambio térmico.
Fundición de hielo desde exterior por flujo de agua.
Comparación de Sistema de acumulación de hielo
hielo
bomba
Para p
roceso
Parte de fundicion
Flujo de agua
Hielo
Bobina
refrigerante
Agua fria
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Comparado con un sistema convencional, puede economizarenergía (20%).
Beneficios de utilización
Puede mantener producción de alta calidad porque puede suministraragua fría estabilizada siempre.
Es posible parar el sistema durante horas de alto costo de electricidad.
Instalación flexible.
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Ejemplo de uso
En industria lechera, suministro de agua fría para pasteurizacion y conservacion.
leche, bebidas, cerveza, etc…
Suministro de agua fría para enfriar productos alimenticios.
Tallarines, tofu, pan, verduras, pescado fresco, etc.
Enfriamiento para proceso, aire acondicionado de tipo acumlacion térmicaen una fábrica
químicos, medicina, cuarto limpio, aire acondicionado de baja temperatura para industria alimenticia
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Ejemplo de instalación
Fecha de instalación
UsoTipo
(compresor)Número
Capacidad de producción de
hielo (TR)
Tnque de almacenamiento de hielo
05/00 Food / Chilled 3℃ N4K 1 14 18m3 Tanque cilíndrico
07/01Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN4K 1 15 20m3 Tanque cilíndrico
06/02Industria Láctea/Enfriamiento
1 °C N8K 1 43 40m3 Tanque cilíndrico
07/02 Bebidas lácteas/ Enfriamiento1℃ N8K 1 46 50m3 Tanque cilíndrico
03/03Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN8K 1 58 60m3 Tanque cilíndrico
02/04Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN200l 2 450 190m3 Tanque cúbico
03/05Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN160L 1 125 120m3 Tanque cúbico
05/05Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN200M 2 500 210m3 Tanque cúbico
05/05Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN200MN160M
1 109 96m3 Tanque cúbico
12/05 N4WB 1 54 60m3 square tank
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05/06Industria Láctea/Enfriamiento
1 °C N160L 1 125 ー
12/06 Bebidas lácteas/ Enfriamiento1℃ N6K 2 80 72m3 Tanque cúbico
01/07Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN8K 2 116 72m3 Tanque cúbico
05/07Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN160M 1 125 105m3 Tanque cúbico
05/07Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN200L 2 500 294m3 Tanque cúbico
10/07Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN200S 2 375 210m3 Tanque cúbico
11/07Industria Láctea/Enfriamiento
1 °CN160M 2 210 90m3 Tanque cúbico
Introducido en el extranjero : en China (8K)en Colombia (200S ×3) ALPINA 300m3 2007
en Colombia (160L) DANONE 30m3 2007
Table de especificaciones básicas de sistema de agua sub-enfriada
Capacidad [TR] 55 125 250
Frecuencia [Hz] 60 60 60
Modelo de Compresor N8K N160VM*-L N200VM*-L
Refrigerante NH3 NH3 NH3
Capacidad de refrigeracion [kW] 233.8 564.8 1125.3
[Mcal/h] 201.1 485.7 967.8
USRT [TR] 66.5 160.6 320
Shaft power [kW] 54.2 122.2 238.6
Número de revoluciones [rpm] 1750 3550 3550
Temperatura de condensación [deg C] 40 40 40
Temperatura de evaporación [deg C] -3.5 -3.5 -3.5
COP 4.31 4.62 4.72
Máquina de agua sub-enfriada
PHE model Alfa Laval MK-15 T-20 T-20 ×2
Flujo [m3/h] 105 210 210×2
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Tabla de especificaciones básicas de tanque de hielo.
Capacidad TR 55 125 250 (125×2)
Volumen de tanque 60 m3 120 m3 210 m3
Volumen de agua 45 m3 88 m3 130 m3
Cantidad de circulacion(agua sub-enfriada)
100 m3/h 220m3/h 800m3/h
Grosor de aislamiento 60 mm (Poliestireno)
Cantidad máxima de hielo 17 ton 36 ton 52 ton
Dimensiones Φ3200 ×7500 8×5×3H 12×5×3.5H
IPF (Factor de embalaje de hielo )=medio 40% ,máximo 45%
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Componentes de sistema de producción de hielo (paqute interior)
Intercambiador
MK-15
Agua sub- enfriada
Agua + Hielo
En caso de 55 TR
1800 W × 3700 L× 3976 H
De tanque de hielo
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Maquina de
haciendo hielo
De tanque de hielo
Maquina de
haciendo hielo
Intercambiador
T-20×2
Agua + Hielo En caso de 250 TR
3000 W × 3728 L× 3956 H
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Componentes de sistema de producción de hielo (paqute interior)
Tanque de hielo
Unidad de aguasub-enfriada
Tuberia de agua con hielo
Maquina de producción de hielo
Vista exterior de sistema (paqute exterior)
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22
Vista exterior de sistema (paqute exterior)