tf 3condensadores 2 2007 - git.uji.es · ¾x = distancias entre tubos (1=horizontal, 2 = vertical)....
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12/01/2011
1
LOS CONDENSADORES
E. T
OR
RE
LL
A
Entrada del aire
Salida del aire
Salidarefrigerante
liquido
Entradarefrigerante
vapor
Condensación por aire
Entra
da d
el a
gua Salida del agua
Salidarefrigerante
liquido
Entradarefrigerante
vapor
Bomba
Condensación por aguaSalida del aire
Tipos de condensadores
page 21/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
Entra
dade
l agu
a
Salid
a de
l agu
a
Salida refrigerante liquido
Entrada refrigerante vapor
Entradadel aireBomba
Condensación “mixta”Torre de enfriamiento
Entra
dade
l aire
Salidadel agua
Salida refrigerante liquido
Entrada refrigerante vapor
Entradadel agua
Salidadel aire
Bomba
Condensación “mixta”Condensador evaporativo
Ventilador
Sistemas de condensación
page 31/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AGUA
E. T
OR
RE
LL
A
12/01/2011
2
CONDENSADORES DE AGUADoble tubo
page 51/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AGUADisposición en calandra
page 61/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AGUADisposición carcasa - tubos
page 71/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AGUAEquipos compactos. Enfriadoras
page 81/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
12/01/2011
3
CONDENSADORES DE AGUADisposición carcasa - tubos.
Fluido U[W/m2K]
Flujo[W/m2]
ΔTm[K]
vagua[m/s]
page 91/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
Amoniaco
Halogenados
800 - 1000
350 - 500
4000 - 5500
4000 - 5000
4 - 6
4 - 6
0,8 - 1,5
1,5 - 2,5
CONDENSADORES DE AGUACarcasa - tubos. Superficie de transmisión
K
K
m
K
w
wSK
wEK
wEwSm
mK
QTU
QS
TT
T
TTTT
TTT
TSUQ
Φ=
Δ=
ΔΔΔ
=
−−−
=Δ
Δ=
2
1lnln
page 101/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
El incremento de temperaturas logarítmico medio, es unaaproximación, al despreciarse tanto el recalentamiento como elposible subenfriamiento.
CONDENSADORES DE AGUADisposición carcasa - tubos. Temperaturas
Denominando “TR” a la temperatura de la pared encontacto con el fluido y “TA” a la de la superficie encontacto con el agua, y considerando:
Igualdad entre superficies externa e interna.Temperatura media del agua “Tm” comosemisuma entre las de entrada y salida.
page 111/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
y
A
mKmA
R
mKKR
mKmAARKRK
hTTUTT
hTTUTT
TTSUTTShTTShQ
)(
)()()()(
−−=
−−=
−=−=−=
CONDENSADORES DE AGUADisposición carcasa - tubos. Caudal agua
El caudal y la velocidad de paso del aguanecesario para eliminar la potencia delcondensador son:
4)(
w
wEwSpww
Kw
Mzv
TTcQM
ρ
=
−=
page 121/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
en la que:Di = diámetro interno.n = número de tubos.z = número de pasos en el agua.
2
i
w Dnv
π=
12/01/2011
4
CONDENSADORES DE AGUADisposición carcasa - tubos. Coeficiente global
Cabe la distinción de tubos lisos o aleteados para laobtención del coeficiente global referido a la superficieexterna:
∑ ++=
Ai
e
R
lisos
U
hSS
Ke
h
U
1
111
page 131/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
e/K = resistencias conductivas, incluyendo espesor depared, aceite, incrustaciones, corrosión.ε = eficiencia de la aleta de longitud “L” (≈ Th (mL)/mL;con mL ≈ 1).
∑ ++=
Ai
e
R
aletas
hSS
Ke
h
U 11ε
CONDENSADORES DE AGUADisposición carcasa - tubos. Coeficientes
Para el refrigerante por el exterior de tubos lisos horizontales, concapa de condensado cayendo en flujo laminar:
25,032
25,0
21 )(724,0
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡−
=
μλρ
λ
gA
DTTAffh
eRK
R
page 141/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
ρ = densidad del liquido.μ = viscosidad dinámica del liquido.g = aceleración de la gravedad.f1 = factor que considera el espesor del condensado en lostubos inferiores.f2 = factor que considera la velocidad del vapor sobre la primerafila.
CONDENSADORES DE AGUADisposición carcasa - tubos. Correcciones
Factores:
C 1 ( lí ) 0 5 (t b lill )
( ) ( ) 33,012,0
2
61
5,0
2
11
PrRe43,0
2039,1
−
−
=
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
f
nxxCf π
page 151/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
C = 1 (en línea); 0,5 (tresbolillo).x = distancias entre tubos (1=horizontal, 2 =vertical).Re = número de Reynolds (vvapor De / n) .Pr = número de Prandtl.
CONDENSADORES DE AGUADisposición carcasa - tubos. Coeficientes
Para el refrigerante por el exterior de tubosaleteados horizontales, con capa de condensadocayendo en flujo laminar:
eRK
R DTTAfffh ⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡−
=)(
724,025,0
321
λ
page 161/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
Daleta = diámetro de la aleta; w = espesor de la aleta;s = separación entre aletas.
VH
aleta
ealetaV
ealetaeH
HeV
FFFD
DDFswD
swDF
FF
FD
FFf
+=−=+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −=
+⎥⎦⎤
⎢⎣⎡=
⎦⎣
;5,0;1
1,1
22
25,0
4/3
3
πππ
ε
12/01/2011
5
CONDENSADORES DE AGUADisposición carcasa - tubos. Coeficientes
Para el agua por el interior de tubos en régimenturbulento:
iA DhNu == 43,08,0 PrRe0210
page 171/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
w
Di KNu == PrRe021,0
CONDENSADORES DE AGUACon subenfriamiento de liquido
page 181/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AGUADe placas
page 191/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AGUASujección de tubos
page 201/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
12/01/2011
6
CONDENSADOR VERTICAL DE AGUA
page 211/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSACIÓN CON AGUACOMP. HERME/SEMIHERMÉTICO
-15
-20
-25TEMP. EVAPORACIÓN [°C]
page 221/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
0
5
10
-5
-10
1,15 1,25 1,35 1,45 1,55 1,65 1,75QK/Q0
TEMP. CONDENSACIÓN30°C 35°C 40°C 45°C 50°C 55°C
Q Q P QCOPK C≈ + = +⎛
⎝⎜⎞⎠⎟0 0 1 1
CONDENSACIÓN CON AGUACOMPRESOR ABIERTO
-15
-20
-25TEMP. EVAPORACIÓN [°C]
TEMP. COND.30°C35°C40°C45°C
page 231/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
0
5
10
-5
-10
1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6QK/Q0
45°C50°C55°C
CARACTERÍSTICAS OPERATIVASCONDENSACIÓN CON AGUA
),(11)(
)(
/ wEKcMUSwEKpwwK
wEwSpwwK
mK
TTfe
TTcMQ
TTcMQTSUQ
pww =⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−=
−=Δ=
page 241/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
es decir, frecuentemente, en catálogos defabricante se especifica la potencia de uncondensador en función de las temperaturas decondensación y de entrada de agua.
⎠⎝
12/01/2011
7
LOS CONDENSADORESDE AIRE
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AIREComparación con condensación por agua
Los condensadores de aire son universalmente utilizadostanto en aplicaciones domésticas como en industriales. Elaumento experimentado en su uso, frente a los de agua, sedebe:
Déficit de recursos hidráulicos, sobre todo en centrosurbanos.Protección medioambiental.
page 261/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
Presentan dos inconvenientes principales frente a lacondensación con agua:
Una mayor presión de condensación.Mayores niveles sonoros.
CONDENSADORES DE AIREConvección natural
page 271/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AIREConvección forzada
page 281/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
12/01/2011
8
CONDENSADORES DE AIREForzada. Tiro inducido/forzado
page 291/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AIREDisposición circular y ubicación Norte
page 301/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AIREVistas de equipos
page 311/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORES DE AIREBanco de tubos aleteados
Longitudes características:L = longitud del recorrido del aire.wa = espesor de la aleta.xaleta = distancia entre aletas.x1 = x2 = x = distancias entre tubos
(tresbolillo*)
page 321/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
(tresbolillo ).St = superficie externa de los tubos.Si= superficie interna de los tubosSaleta = superficie de las aletas
* para disposición en línea el coeficiente global es un10% inferior.
12/01/2011
9
CONDENSADORES DE AIREBanco de tubos aleteados
Coeficiente de película lado del aire
hK
DC L
Daa
equiequim
equi
n
=⎡
⎣⎢⎢
⎤
⎦⎥⎥
Re
page 331/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
)()()()(2
aletaaletaequi
aletaaletaequi
equi wxDxwxDx
D−+−−−
=equiDLn 0066,045,0 +=
1000Re08,028,0 +−=m )
1000Re24,036,1( −= AC
L/Dequi 5 10 20 30 40 50
A 0,412 0,326 0,201 0,125 0,08 0,0475
CONDENSADORES DE AIREBanco de tubos aleteados
Coeficiente de película lado del refrigerante
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
−=
)(72,0
32
paredKi
R TTDKgh λ
μρ
25,0167,0)(2100 −−−= DTTh
page 341/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
La temperatura de la pared puede estimarse comosemisuma de las del aire (despreciando laresistencia térmica de la pared del tubo).
)(2100= iparedKR DTTh
CONDENSADORES DE AIREBanco de tubos aleteados
Coeficiente global:
∑ ++
+=
a
aleta
aleta
i
taleta
i
R
e
hSS
Ke
SSS
h
U ε11
page 351/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
2
)2
(
equi
equi
aleta Dm
DmTh
ς
ςε =
)23(ln35,01
2
+=
=
ς
aletaaleta
a
Kwhm
CONDENSADORES DE AIRECoeficientes globales empíricos
El coeficiente de películadel lado del aire es de 40 a60 veces inferior al del ladodel refrigerante.2
U[W/m K]
Tuboslisos 20 a 70
page 361/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
con AletasForzada 17 a 35
con AletasNatural 8 a 14
12/01/2011
10
CONDENSADORES DE AIRECaracterísticas
Temperatura de condensación:
Velocidad de paso del aireM di t i 3 4 5 /
TT T
CKEa Sa=+
+ ÷2
10 20( º )
page 371/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
Media potencia; 3 ÷ 4,5 m/s.Alta potencia; 4,5 ÷ 10 m/s.
Caudal de aire
MQ
c T TaK
paire Sa Ea
=−( )
CONDENSADORES AIRE FORZADOOtras características medias
DIÁMETROINTERIOR
[mm]
DISTANCIAALETAS
[mm]
SUPERF.[m ]
CAUDALAIRE
[Nm /h]
POTENCIAVENTIL.
[kW]2
3
page 381/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
Ventiladores, en general, helicoidales, circulación de abajo a arriba para disminuir el problema de ruido.
GENERAL 10 a 25 2 a 5
POR CADA 1,160 kW 3 a 5 350 a 700 0,022 a 0,055
UNIDADES DE CONDENSACION POR AIRECurvas de catálogo. Potencia frigorífica
18
20
22
24
Q0 [kW]
T0 = 4,44°C7,22°C10°C
page 391/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A 24 29 34 39Tambiente [°C]
10
12
14
16
page 401/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
12/01/2011
11
TORRES DEENFRIAMIENTO
E. T
OR
RE
LL
A
TORRE DE ENFRIAMIENTOESQUEMA
page 421/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CIRCULACIÓN DEL AIRE“TIRO”
MECÁNICO(VENTILADOR)
NATURAL(DENSIDAD) MIXTO
TORRE DE ENFRIAMIENTOCLASIFICACIÓN
page 431/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
FORZADO INDUCIDO
FLUJO FLUJO
CONTRACORRIENTECONTRACORRIENTE FLUJO CRUZADOFLUJO CRUZADO
TORRE DE TIRO MECANICOCLASIFICACIÓN
page 441/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
12/01/2011
12
TIPOS DE TIRO
page 451/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
TORRE DE ENFRIAMIENTOTIPOS DE RELLENO
page 461/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
EQUIPAMIENTO SISTEMAS DE ROCIADO
page 471/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
TIPOS DE ELIMINADORES DE GOTAS
page 481/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
a) DE PASO SENCILLO b) DE PASO DOBLE
c) DE PASO TRIPLE(UNIDOS)
d) DE PASO TRIPLE(SOLAPADOS) e) ONDULADOS
12/01/2011
13
EQUIPAMIENTO Otros equipos (nivel; calentador)
page 491/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
EQUIPAMIENTO VENTILADORES (INDUCCIÓN
page 501/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
EQUIPAMIENTO VENTILADORES (FORZADO)
page 511/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
35
40Tw2 [°C]
ttHH = 20= 20°°CC ttHH = 25= 25°°CC ttHH = 30= 30°°CC
TORRES DE TIRO MECÁNICO CURVA GENÉRICA CATÁLOGO
page 521/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
30 35 40 45 50 55Tw1 [°C]
20
25
30
RELACIÓN CONSTANTE "L/G"
12/01/2011
14
CONDENSADORESEVAPORATIVOS
E. T
OR
RE
LL
A
FUNCIONAMIENTO
Un condensador evaporativo combina lasfunciones de un condensador de agua y una torrede enfriamiento.La transmisión de la potencia de condensacióntiene lugar en dos etapas:
Del interior de los tubos hacia la capa de agua
page 541/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
p g(calor sensible).Del agua a la corriente de aire por medio detransferencia conjunta de calor y masa.
ESQUEMA GENÉRICO
Salida aire
Separador
page 551/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
Entradaaire
Entradaaire
Recirculacióndel agua
Circuito fluidoprimario
de gotas
CARACTERÍSTICAS MEDIAS
Tubos de cobre o acero planos o aleteados.Velocidades óptimas de aire en el rango de 3 a 5m/s.Coeficientes globales medios de 500 a 700 W/m2K.Flujos de calor de 1400 a 2200 W/m2
page 561/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
Flujos de calor de 1400 a 2200 W/m2.Diferencias logarítmicas de 2 a 3 K (entre fluido yagua).TK ≈ Th aire + (8 ÷ 10 K).
12/01/2011
15
COND. EVAPORATIVOSTiro forzado e inducido
page 571/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
COND. EVAPORATIVOSComponentes
page 581/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
COND. EVAPORATIVOSVistas
page 591/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CONDENSADORESConsumo específico de agua
TIPO F/m3 de agua
page 601/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
No recuperable 4000 a 6000
Torre/Condensador evaporativo 40000 a 60000
12/01/2011
16
MANTENIMIENTO
page 611/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
CURVAS DE CATALOGO
20002500300035004000
QK [kW]
Th=15ºC Th=17ºC Th=19ºC Th=21ºC Th=23ºC
page 621/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A 24 26 28 30 32 34
TK [ºC]
0500
100015002000
CARACTERISTICASCONDENSADORES
E. T
OR
RE
LL
A
RESUMEN
CONDENSADORESIncrementos de temperatura [°C]
MEDIO DE CONDENSACIÓN
AIRECONVECCIÓN NATURAL
SALTO ENEL AGUA
SALTO ENTRE "TK"Y "T" ENTRADA
15
page 641/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
AIRECONVECCIÓN FORZADA
AGUADOBLE TUBO
AGUAMULTITUBULAR HORIZONTAL
5 a 7
5
15
10
12/01/2011
17
CONDENSADORESCoeficiente global (rangos [Kcal/hm2°C])
Máximo
10
40
MEDIO DE CONDENSACIÓN
AIRECONVECCIÓN NATURAL
AIRE
Mínimo
5
20
page 651/12/2011
E. T
OR
RE
LL
A
40
1000
1000
1500
300
MULTITUBULAR VERTICAL
AIRECONVECCIÓN FORZADA
AGUADOBLE TUBO
AGUAMULTITUB. HORIZONTAL
AGUA
AIRE+AGUAEVAPORATIVO
20
600
600
700
200
top related