j. negre c., sl air fresh system

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J. NEGRE C., S.L. AIR FRESH SYSTEM
“AIR FRESH SYSTEM” DE J. NEGRE C., S.L.: EL ENFRIAMIENTO INNOVADOR CON “EFECTO NIEBLA”
J. NEGRE ha desarrollado un novedoso sistema de enfriamiento adiabático denominado AFS (Air Fresh
System), aplicable a CONDENSADORES Y AEROENFRIADORES ( DRY COOLERS).
El sistema AFS regula la ventilación mediante un control de velocidad sobre los ventiladores (regulador por
corte de fase, regulador por etapas, regulador inverter ). Asimismo, existe la posibilidad de ventilación con
“EC System”. Ambos sistemas garantizan un funcionamiento constante y eficiente según las variaciones de
la temperatura ambiente a la entrada de la batería.
Sistema AFS
La metodología implantada consiste en enfriamiento adiabático con reducido consumo da agua por medio
de boquillas especiales desarrolladas para funcionar con presiones de agua muy elevadas.
La combinación entre el agua a alta presión y el efecto nebulizante de las boquillas, conocido como efecto
“MISTING”, y un sistema de control electrónico expresamente estudiado, constituyen el principio innovador
de este proyecto. La cantidad de agua consumida es la justamente necesaria para obtener el efecto
adiabático deseado con un sobredimensionamiento del 10/20% que se pierde a causa de las condiciones
ambientales que en presencia de viento y dispersión varían.
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Fig.1
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El sistema AFS está compuesto de los siguientes elementos:
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11.
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Cuadro de potencia
Regulador de los ventiladores (corte de fase o a grados).
Cuadro completo ON/OFF de control de los ventiladores, en sustitución de los puntos 1 y 2
Sonda de advertencia
Cuadro de alimentacion AFS
Gráfica control electrónico, proyectado expresamente, para la gestión AFS
Bomba para el agua y para alta presión (10/20 bar) alimentada a 230V – 1 – 50Hz, completa de
regulación manual de la presión de funcionamiento
Manómetro de control de la presión agua para verificar taras
4 rampas de boquillas para aparatos por una bancada de ventiladores y 6 rampas de boquillas
para aparatos de 2 bancadas de ventiladores
Tuberías de conexión en cobre realizada para permitir un completo vacio de las rampas en fase
de no funcionamiento del sistema AFS
Solenoide de carga agua enviada
Solenoide de descarga agua enviada
Valvula manual
Baterías de intercambio térmico con tratamiento aletas hidrofílicas (Blue-fins)
El Dry cooler y/o Condensador remoto completo está constituido por todos los accesorios y probado en
instalaciones. En el caso de equipos con bajo nivel sonoro (<45 dB(A) a 10 metros de distancia en campo
libre) será necesario predisponer la bomba en un local técnico aparte para garantizar la prestación sonora
del aparato. Con suministro de bomba separada es necesario respetar los diámetros de las conexiones
IN/OUT; para la descarga de la bomba se debe instalar una tubería flexible adaptada a presiones de 20 bar.
OUT
Conexión (IN) = ¾” G(M)
Conexión (OUT) = M22x1,5
IN
Fig. 2
TEORIA
El fenómeno físico de enfriamiento adiabático consiste en crear una difusión uniforme de micro gotas de
agua (efecto Misting) atravesando una corriente de aire que vendrá enfriada por la evaporación de agua. El
enfriamiento de aire (efecto útil) será tanto mayor cuanto más grande es la diferencia entre la temperatura a
bulbo seco y la temperatura a bulbo húmedo (se puede emplear también el valor de humedad relativa
correspondiente).
Por tanto el volumen del aire tratado absorbe del agua evaporada la energía necesaria, y por tanto calor
latente de evaporación, reduciendo la temperatura de bulbo seco aumentando la humedad relativa hasta el
valor máximo de saturación del aire. Este enfriamiento adiabático indica, según un diagrama psicrometrico
del aire, la línea a temperatura constante del bulbo húmedo, sin ningún aporte de energía excluido el
consumo de la bomba.
La eficiencia de humidificación no será nunca del 100%, pero para aplicaciones con enfriamiento adiabático
similares a nuestra propuesta, puede ser aceptable considerar una eficiencia entre 70/75%.
Fig. 3
El sistema AFS está proyectado para trabajar, de modo optimo, en un rango de aplicacion de las siguientes
temperaturas aire y humedad relativa ambiente
Temperatura aire
30 – 40°C
Humedad relativa
30 – 60 %
Se las condiciones ambientales son diferentes de los valores indicados, dirigirse a la Oficina de J. NEGRE
APLICACION
Se recomienda instalar el sistema de enfriamiento adiabático en los Dry coolers y/o Condensadores
remotos cuando las condiciones ambientales lo permitan y haya una razonable diferencia entre las
temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo (en países de clima templado).
La temperatura de entrada aire en el equipo instalado puede ser enfriada con un sistema AFS entre
4 -10°C en función de la temperatura ambiente, de la humedad relativa y del caudal aire.
Ventajas:
-
Eliminar la temperatura de pico del aire superior a la temperatura de proyecto
Reducir las dimensiones de la unidad con una superficie de intercambio optimizada
En los Dry coolers, enfriar el agua de proceso hasta una temperatura más baja de la temperatura
del aire de proyecto
Las boquillas especiales, en el sistema AFS, combinadas con la alta presión del agua (10/20 bar) hacen que
las micro gotas se evaporen completamente del flujo de aire sin dejar residuos de agua en la batería de
intercambio térmico, y sobretodo no hay agua en el equipo ni en el suelo.
Este sistema ha sido desarrollado para evitar el riesgo de contaminación por Legionella,
ya que no hay agua estancada y cuando no funciona, el agua de las rampas de las boquillas es descargada
EJEMPLO DE CALCULO
Supongamos que tenemos las siguientes condiciones:
-
Temperatura ambiente 32°C
Humedad relativa 45%
Capacidad de enfriamiento solicitada 600 kW
Fluido (agua+glicol etlilenico 35%), Twe = 40°C Tws = 35°C
Nivel sonoro 55 dB(A) a 10 m
Usar el programa de selección ARCHIMEDE para definir el equipo más próximo a las condiciones de
funcionamiento solicitado considerando el valor de temperatura de ingreso aire (ambiente) sobre 6/7°C más
bajo de la temperatura de proyecto.
Con una temperatura ingreso aire calculada de 25,5°C y seleccionando el material aletas “AFS fins”, el
programa ARCHIMEDE propone el mod. JGL2490CD que respeta tanto la potencia requerida como el nivel
sonoro de proyecto 56 dB(A).
Fig.4
De la hoja de calculo AIR FRESH CALCULATION podemos verificar el modelo seleccionado en las
condiciones de funcionamiento reales imputando el valor de presión de la bomba 18 bar (de 10 a 20 bar) y
el valor porcentual 85% (80/90%) de agua consumida ( evaporada) para garantizar el máximo tiempo
operativo de 60 min/hora. En todas las condiciones intermedias el sistema AFS funcionara el tiempo
necesario para garantizar las condiciones de proyecto.
La hoja de calculo AFS define todas las condiciones reales de aplicación:
-
consumo de agua (450 l/h)
tiempo de funcionamiento real (59 min/h)
maxima temperatura del aire ambiente (32,1°C)
Si las condiciones de proyecto se respetan , en la tabla de abajo sale escrito OK, GO ON, si hay valores
incongruentes aparece en la tabla, en rojo, la frase de error NON ACCEPTABLE CONDITION. En este caso
será necesario intervenir algunos parámetros (presión bomba, porcentaje agua consumida, temperatura
máxima del aire) hasta obtener todos los valores idóneos.
El caudal de agua máxima admisible deberá ser < 900 l/h, para equipos standard más grandes.
Fig. 5
En el caso de encontrar errores de aplicación, contactar con la Oficina de J. NEGRE para una
selección más segura.
CONTROL DEL SISTEMA AFS
El accesorio AFS está constituido de un cuadro de alimentación 230 V-1-50Hz (Fig.1 punto 5), una tabla de
control personalizado ( 6), una bomba (7), un manómetro (8), dos electroválvulas comandadas (11 y 12),
una válvula manual (13) y las rampas con las boquillas (9).
El operario cualificado en la instalación debe dar alimentación en el cuadro en cuanto todas las
otras funciones estén taradas y verificadas en J. NEGRE.
Es necesario poner solamente el valor de set-point en el regulador de giro (punto 2 o 3), operación
normalmente crucial aunque no esté el sistema AFS. El valor de set-point es la temperatura de salida
requerida para el Dry cooler , mientras que es la presión de condensación para los Condensadores remotos.
Para ambos se hace referencia a las selecciones de calculo.
El sistema AFS interviene cuando la temperatura de set-point no viene respetada de la ventilación, con
ventiladores a la máxima velocidad de rotación. Cuando el valor de temperatura controlado de la sonda
supera el set-point, la tabla de control acciona la bomba, abre la solenoide de carga y el sistema AFS entra
en función. En el momento en que el valor de temperatura controlado vuelve al valor di set-point, gracias al
efecto de enfriamiento adiabático del aire, la tabla de control desactiva la bomba al mismo tiempo en la
solenoide de carga y activa la solenoide de descarga. Las rampas porta boquillas están inclinadas para
favorecer el drenaje del agua y cada salida de la bomba. Toda el agua se descarga y el sistema AFS si
cierra automáticamente. Este ciclo de funcionamiento si repite cada vez que no se respetan las condiciones
de proyecto.
A cargo del cliente se puede realizar una conexión en la descarga de un sistema de alcantarillado.
Con este método se reduce el consumo de agua respecto a otras aplicaciones similares, asi como evitar la
perdida de agua en el suelo.
BOQUILLAS
Las boquillas proyectadas para esta aplicación, están formadas por 8 componentes fácilmente
desmontables y de un filtro interno caracterizado por una eficaz manutención.
Fig. 6
CALIDAD DEL AGUA
La calidad del agua instalada en el sistema adiabático debe tener las siguientes características:
- El valor de PH debe estar (neutro) entre 6/7 parar evitar posibles problemas de corrosión de los
componentes usados
- El valor máximo de dureza del agua 8/10° franceses, (debe haber un máximo contenido de CaCO3
de 80/100 ppm). En el caso de valores superiores es necesario tener un equipo descalcificador, no
fabricado por J. NEGRE
ADVERTENCIAS
Durante el periodo otoñal y/o invernal de cierre de la instalación, para evitar la formación de hielo, es
necesario que la conexión de la instalación del agua a la bomba sea descargada y el cuadro de
alimentación desactivado. Solo para este periodo se aconseja mantener abierta la válvula manual de
descarga (13).
Al restablecer el funcionamiento AFS es importante verificar la alimentación del agua a la bomba, la
presión del agua (> 2 bar), la activación del cuadro de alimentación y la conmutación de las
solenoides.
Es preferible que se instale un flusostato en las tuberías de alimentación hidráulica, a carga del
usuario.
Consúltenos su proyecto y solicítenos más información sobre el sistema AFS