Ver 9ª PARTE
4.Seleccionamos
el delta-T de diseño del serpentín. El paso previo fija el delta-T de la planta
promedio. Sin embargo, el delta-T de la planta promedio no se usará para las
selecciones del serpentín. Se recomienda que los serpentines se seleccionen
para un delta-T que es -16,67 ºC más grande que el delta-T de la planta de
diseño para permitir la degradación de transferencia de calor del serpentín
cuando el serpentín envejece. El rendimiento del serpentín modelado en el
programa de selección del fabricante es ideal y asume que las superficies del
lado del agua y del aire están limpias..Los serpentines reales no trabajarán
tan bien, particularmente conforme envejecen y colectan la suciedad en las
superficies de transferencia de calor.
Selección de las temperaturas de diseño del agua del condensador y torre de enfriamiento
La selección de las temperaturas
del agua del condensador óptimas es más
complejo que seleccionar las temperaturas del agua debido a las complejas interacciones
entre las torres de enfriamiento y las enfriadoras. Como con el agua fría, hay
un ahorro de costes significativo al usar
delta-Ts del agua del condensador alto, pero el impacto en el uso de la
energía es más complejo. Esto es debido a que el efecto en la eficiencia de la
enfriadora varía dependiendo del tipo y fabricante de la enfriadora. Co el agua
fría, el impacto de la energía del ventilador de alimentación será pequeño de
forma que incrementando el delta-T usualmente se reducen los costes de energía
del sistema total. Con el agua del condensador, el impacto de energía en la
enfriadora de incrementar la temperatura del agua del condensador de retorno y
alimentación no es pequeño. Por lo tanto, la temperatura del agua óptima de
retorno y alimentación del condensador no es pequeña. Por lo tanto, las
temperaturas del agua del condensador óptimas y el delta-T no son fácilmente
determinadas.
La selección de la torre de
enfriamiento y las estrategias usadas para controlar los ventiladores de la
torre tienen un impacto significativo en el rendimiento de la planta de agua
fría. El dimensionado de la torre para una aproximación cercana a la
temperatura del bulbo de agua ambiente mejorará la eficiencia de la enfriadora,
pero se incrementa la energía de ventilación de la torre y los costes
iniciales. Otros factores a considerar son la eficiencia de la torre en sí
misma y las opciones de control de la velocidad del ventilador.
Idealmente, la enfriadora, bombas
de agua del condensador y tubería, y torre de enfriamiento serán optimizadas
como un pack, pero ello raramente es practicable. Los fabricantes de la
enfriadora usualmente no venden torres, raramente venden bombas, y casi nunca
venden e instalan sistemas de tuberías, así que no hay una única fuente para
obtener precios de componentes. Asimismo, debido a que hay muchas variables que
simultáneamente deben ser optimizadas, no es practicable considerar el rango completo
de posibilidades.
Optimización del diseño de tuberías
Dimensionado de tuberías
Tradicionalmente, la mayoría de
los diseñadores dimensionan tuberías sin aplicar técnicas de ingeniería. Se
utilizan criterios establecidos como 4 ft por cada 100 ft de fricción,
velocidad de agua como 10 ft por segundo, o una combinación. Con estos métodos
no conseguiremos un diseño óptimo.
Para seleccionar el tamaño óptimo
para un caudal de diseño de tuberías dado consideraremos:
- Localización de tuberías en el sistema (si el circuito es crítico o no, es decir, el circuito que determina la altura de bombeo).
- Primeros costes de tuberías instaladas.
- Costes de energía de la bomba, que en síntesis dependen de la bomba y eficiencia del motor, tipo del sistema de distribución (caudal constante o variable), perfil de caudal anual a través del sistema además de la tubería en cuestión, tipo de control de bomba (velocidad de la bomba), etc.
- Consideraciones de erosión (las altas velocidades pueden deteriorar la pared de la tubería).
- Consideraciones de ruido, tales como límites de velocidad para minimizar el ruido causado por las turbulencias y la proximidad de la tubería a áreas sensibles al ruido.
- Restricciones físicas; y
- Restricciones presupuestarias.
Los costes iniciales y los costes
de la energía deben combinarse para calcular los costes en el ciclo de vida de
un sistema de tuberías. Idealmente, cada tubería en un sistema se seleccionará
para minimizar los costes del ciclo de vida. Esto no es práctico, por lo que
recomendamos un procedimiento de diseño que sea a la vez exacto y fácil de
usar.
En la tabla con la que abricmos el artículo vemos un
diagrama de dimensionado de tuberías que puede ser usado para las tuberías de
agua fría y del condensador.
Bibliografía
·
Chilled
Water Plant Design Guide. Enegydesignresources
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