Ammonia chillers

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Ammonia chillers (ASHRAE, Colombia

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Ammonia chillers

  1. 1. Acumulación de Energía mediante AGUA SUBENFRIADA 1
  2. 2. El problema ambiental y los refrigerantes naturales • Los Refrigerantes Naturales . • (ODP ODP) Reducción de la capa de ozono. (ODP) • (GWP GWP) El calentamiento Global. (GWP) • Eficiencia Vs. Tecnologías limpias. 2
  3. 3. El problema ambiental y los refrigerantes naturales • Los Refrigerantes Naturales . 702 Hidrógeno H2 704 Helio He 717 Amoníaco NH3 718 Agua H2O 720 Neón Ne 728 Nitrógeno N2 732 Oxígeno O2 744 Bióxido de Carbono CO2 764 Bióxido de Azufre SO2 3
  4. 4. El problema ambiental y los refrigerantes naturales • Reducción de la capa de ozono. (ODP: Ozone Destruction Potential) ODP: (GWP GWP: • Calentamiento Global. (GWP: Global Warming Potential) R717 R290 R134A R407C R404A R507A R410A R22 R502 0DP 0 0 0 0 0 0 0 0.006 0.33 GWP 0 3 1300 1500 3300 3300 1700 1700 5600 COP Te/Tc= 5.75 5.4 5.5 5.36 5.03 4.98 5.4 5.56 5.02 40/0ºC COP Te/Tc=40/- 3.29 3.01 3.09 3.02 2.75 2.71 3.03 3.17 2.76 20ºC 4
  5. 5. El problema ambiental y los refrigerantes naturales • Eficiencia Vs. Tecnologías limpias. – Bajos Consumos de energía. – Refrigerante natural (NH3) • ODP = 0 ASE • GWP = 0 5
  6. 6. ¿Qué significa agua subenfriada? Es el agua que se encuentra a una temperatura inferior a la de congelación y que todavía permanece como liquido (equilibrio termodinámico metaestable). metaestable). VIDEO 6
  7. 7. Acumulación de Energía mediante AGUA SUBENFRIADA • Agua helada como refrigerante secundario. • Acumulación de energía para absorber grandes cargas puntuales. Parámetros de diseño – Almacenamiento de energía (hielo) – Rata de fabricación de hielo constante – Mínimo consumo de energía – Optimización del espacio 7
  8. 8. • Almacenamiento de energía: energía: – Mezcla de agua y hielo. – Superficie de contacto entre el agua y el hielo. – Agua = 1 Kcal/kg.°C (Calor sensible) Kcal/kg. kg.° – Hielo = 80 Kcal/kg.°C (Calor latente) Kcal/kg.° kg. 8
  9. 9. • Rata de fabricación de hielo constante:: constante – Sin importar la cantidad de hielo acumulado se debe mantener la misma rata de fabricación de hielo y con los mismos consumos de energía. Corriente de agua Zona de deshielo hielo Tubo de transmisión hielo de calor placa 9
  10. 10. • Mínimo consumo de energía: energía: -COP de Compresores (Coefficient Of Performance) (Coefficient – Capacidad frigorífica del equipo en Kw, por cada kW de energía consumida. Kw, consumida. • COP refrigerante. Temperatura de evaporación del refrigerante. - Bancos de hielo: T°evap = -10°C o más baja COP: 4.3 (78%) hielo: 10° 78%) (78% - ASE: T°evap = -3.5°C 3.5° COP: 5.5 10
  11. 11. • Optimización del espacio: espacio: área. – Mínima ocupación del área. – Crecimiento flexible. flexible. – IPF Ice Packing Factor 11
  12. 12. Sistema de Agua Sub-enfriada Diagrama de Flujo Mezcla de agua con Intercambiador de calor Dispositivo fabricador de hielo hielo escarcha tipo placa Agua Hielo Escarcha Subenfriada Proceso Sistema de Amoniaco Agua Fría Tanque de Agua helada Unidad de agua Almacenamiento Subenfriada Estado de almacenamiento de hielo Instalaciones dentro del tanque Almacenamiento Operación 12
  13. 13. Sistema de Agua Sub-enfriada Alta estabilidad en el suministro de agua helada (0-1℃) ℃ ◎Capaz de absorber grandes cargas puntuales sin aumentar la temperatura del agua hacia proceso. 13
  14. 14. Sistema de Control y Supervisión Centralizado: 14
  15. 15. Sistema de Control y Supervisión Centralizado: 15
  16. 16. Sub- Sistema de Agua Sub-enfriada • Características principales: - Protege el medio ambiente (Usa refrigerante natural – NH3) - Alta eficiencia del sistema de fabricación de hielo en todo momento. No disminuye su capacidad con el crecimiento de la cantidad de hielo almacenado. - Rápida respuesta a los cambios de carga. Capaz de absorber grandes cargas puntuales. - (IPF IPF=40%) Alto porcentaje de almacenamiento de hielo. (IPF=40%) - Alta flexibilidad en la instalación. La unidad fabricadora de hielo esta separada del tanque acumulador. - Fácil mantenimiento. - Mínima cantidad de refrigerante. Aproximadamente un 20% de lo requerido en sistemas con bancos de hielo. 16
  17. 17. Ejemplo de aplicación del sistema ASE y Banco de Hielo en fábrica de productos lácteos Sistema Sistema de Convencio Agua Sub- nal enfriada Refrigerante NH3 NH3 Cantidad de Refrigerante Kg 3,000 500 Consumo de Energía Compresor kW 333.4 225.3 Número de Compresores 2 2 Consumo de energía en accesorios. kW 54.0 108.2 Horas de servicio por año H 4,547 5,000 Consumo de energía kWH 3,277,023 2,794,000 Valor kW/hr. USD 0.9 0.9 Costo de energía por año USD 2,949,321 2,514,600 Ahorro USD 434,721 17

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