A todo el personal de la empresa por el apoyo brindado durante el desarrollo del proyecto. El cronograma de cosecha de producción en una planta de hielo es un factor determinante en el uso de energía. El resultado final de la propuesta reduce el consumo energético por tonelada de hielo consumida en los compresores en un 56,23%, y en todo el ciclo en un 42,8.
El resultado final de la propuesta reduce el consumo energético por tonelada de hielo consumida en compresores en un 56,23%, y en todo el ciclo en un 42,8%.
Primera y Segunda Ley de la Termodinámica
La primera ley de la termodinámica establece que "la energía no se crea ni se destruye en los procesos, sino sólo se transforma". La energía en sí se define como la capacidad de realizar un trabajo y el calor es una forma de energía. La segunda ley de la termodinámica establece que el calor fluye desde una zona de mayor temperatura hacia una zona de menor temperatura, esto significa que la energía térmica fluirá hacia la zona de menor intensidad.
Cantidad de Calor
- Convección
- Radiación
Puede calcular el coeficiente de transferencia de calor sustituyendo las dos fórmulas anteriores. Q12 =Intercambio neto de energía radiante del cuerpo 1 al 2 en W .312 =Factor de forma dependiente de las emisiones y la geometría A1 =Área del cuerpo 1. Para un motor térmico, el calor Qc se suma desde el punto 2 al punto 3 representado por área a23b, la trayectoria de expansión adiabática reversible con una caída de temperatura de Te a TR se muestra en los puntos 3 a 4.
En el funcionamiento de una bomba de calor frigorífica el rendimiento convencional no es importante, por lo que introduciremos el concepto de coeficiente de operación (CO).
Ciclo de Refrigeración
- Evaporador
- Compresor
- Condensador
Esta ecuación establece que la entalpía permanece constante en el proceso de una válvula de expansión. Este proceso produce vapor que no es útil en el evaporador. En el evaporador, el líquido en la válvula de expansión se convierte en vapor a medida que absorbe calor del espacio que se va a enfriar.
E R = Representa los kilos de enfriamiento que circulan en el evaporador por minuto y por toneladas de enfriamiento.
Características de los Refrigerantes
El refrigerante no debe ser tóxico para los pulmones, los ojos y, en general, para todo el cuerpo. La acción del refrigerante sobre los lubricantes debe ser tal que no afecte a sus características de lubricación. La temperatura de congelación del líquido debe ser significativamente más baja que cualquier temperatura a la que funcionará el evaporador.
La relación de compresión debe ser tal que las temperaturas de descarga del compresor sean bajas para evitar un posible deterioro del refrigerante y el lubricante en el sistema. Consultando la tabla 2.1 (apéndice 1) y la figura 2.5 (apéndice 2), se puede ver que el rango de presión de funcionamiento es moderado. El amoníaco mezclado con agua no se congela en la válvula de expansión, como ocurre con la mayoría de los refrigerantes.
El comportamiento termodinámico en el ciclo de enfriamiento es alto, como se puede observar en la Tabla 2.2 (Apéndice 2). El amoníaco no ataca materiales como el hierro y el acero, pero corroe rápidamente el cobre y las aleaciones de cobre y zinc (bronce, latón). Pequeñas cantidades de amoníaco en el aire son más impactantes que peligrosas, pero cuando las cantidades se acercan al O.
El amoniaco arde con dificultad, pero puede formar una mezcla explosiva con el aire cuando la proporción está entre el 16 y el 25% en volumen. Hay cuatro elementos principales en un sistema de refrigeración por compresión: evaporador, compresor, condensador y controlador de flujo de refrigerante.
Evaporador
Al compresor a menudo se le llama el corazón del sistema porque elimina el vapor de refrigerante del evaporador para que se puedan mantener la presión y temperatura deseadas, además de aumentar la presión del refrigerante para aumentar la temperatura del vapor. tal que pueda condensarse a una determinada temperatura en el condensador. Los compresores de desplazamiento se clasifican como tales debido a su capacidad máxima en términos de velocidad y volumen de cilindros. El compresor cinético (centrífugo), también llamado turbocompresor, porque pertenece a la familia de las turbomáquinas, donde la potencia de bombeo está sujeta a la velocidad del impulsor y al momento angular entre el impulsor giratorio y el fluido en movimiento (Fig.3.2) .
El gas admitido llega a un punto entre los rotores donde la concavidad del paso del gas se reduce gradualmente, de tal forma que el gas es comprimido y expulsado hacia afuera a través de la descarga (Fig. 3.3).
Condensadores
La Figura 4.4 muestra una sección transversal de un tanque de congelación de hielo, indicando los componentes y la dirección del flujo de la salmuera.
Controles de Flujo de Refiigerante
Componentes del Sistema de Refiigeración
- Condensadores
- Evaporadores Inundados
- Tanques de Congelamiento
Ciclo Real de Refiigeración
Parámetros de Operación del Fábrica de Hielo
Análisis del Sub-Enfriamiento
La forma en la que se propone proporcionar subenfriamiento al líquido es a través de un intercambiador de calor (Fig. 5. Ahora en un ciclo real, las condiciones de un ciclo saturado simple no existen, el vapor de succión no llega al compresor en un estado saturado, por lo tanto se producirá sobrecalentamiento en la tubería de succión mediante un intercambiador de calor líquido - succión Para obtener el coeficiente de transferencia de calor por convección dentro de la tubería.
Al resolver la velocidad de la ecuación anterior se obtiene la velocidad del amoníaco en el tubo. Para saber si el flujo es laminar o turbulento, necesitamos calcular el número de Reynolds para luego calcular el coeficiente de transferencia de calor por convección dentro del tubo. El coeficiente de transferencia de calor por conductividad se obtiene de las tablas en función del material y de la temperatura media del fluido interno y externo.
Para calcular el coeficiente de transferencia de calor en el exterior de la tubería, debemos tener en cuenta el flujo forzado, debido a que el gas que sale del evaporador es todo compresor, por lo que las ecuaciones que se utilizarán para calcular el coeficiente de transferencia de calor tienen en cuenta el flujos forzados. La convección, la conducción y la resistencia a la convección se suman para calcular el coeficiente general de transferencia de calor. Al alcanzar la temperatura del amoniaco líquido a la salida del intercambiador de calor de 24,45 oc (Anexo 4) y el ahorro de amoniaco 71 O KgNH3 1 Hr y como consecuencia del subenfriamiento, como ya hemos comentado, produciremos más toneladas de hielo, con el mismo consumo de electricidad.
Si para producir una tonelada de hielo 107, se requieren 150 Kcal, haciendo referencia al resultado (4-3), más un 20% de pérdidas por transferencia de calor como se mencionó anteriormente como el total de Kilo - calorías requeridas para la producción de una tonelada de hielo. es 128.580 Kcal 1 tonelada de hielo. Este resultado nos muestra un porcentaje de ahorro de amoniaco del 4,68%, lo que en consecuencia nos da menos kilocalorías necesarias para producir una tonelada de hielo (Kcal 1 Ton Ice).
Programa de Cosecha de Hielo
Si dividimos el resultado anterior por las toneladas de hielo producidas cada hora, podemos obtener Kwh 1 tonelada de hielo producida. Como la demanda fue baja en el mes de febrero en comparación con la producción que tiene la planta, solo trabajaron en los turnos de la mañana y la tarde (2do y 3er turno) para ahorrar el primer turno, lo que resultó en una cosecha, adquisición de producción muy rápida. como si trabajaran en 3 turnos, lo que provoca que la temperatura de la salmuera empiece a aumentar de -1 o a -5 o c. No se produjo nada durante el resto del turno para permitir que la temperatura de la salmuera se estabilizara nuevamente para poder cosechar nuevamente en el turno de la mañana. Con esto podemos concluir que el alto consumo de hielo Kwh 1 Ton es resultado de que el hielo no se almacenó según lo planificado.
De esta forma cambiamos los parámetros de funcionamiento de los compresores, lo que provoca un alto consumo de electricidad en los compresores de refrigeración. La recolección programada significa trabajar al mismo ritmo las 24 horas del día para mantener una temperatura constante en la salmuera, lo que nos da una presión de succión constante, lo que se traduce en una reducción del consumo de energía eléctrica en los compresores de refrigeración.
Tabla Comparativa de los dos Sistemas Analizados
Si tenemos un turno no productivo, estamos hablando de que los compresores consumen 53.508,6 Kwh/mes sin producir nada. Por lo tanto, se recomienda trabajar en tres turnos para utilizar 53.508,6 Kwh/mes en un turno productivo.
Propuesta de Operación
Programa de Producción Dependiendo del Tiempo de Congelamiento
Realizar un estudio o proyecto no se trata sólo de seleccionar equipos o sustituirlos por otros nuevos, sino también de aprovechar al máximo los recursos disponibles para ser productivo. En este proyecto que se llevó a cabo aumentamos la productividad, enfocándonos solo en los conceptos del circuito de enfriamiento, como pudimos ver en el análisis de subenfriamiento, aumentamos la producción en un 4.96%, sin invertir un solo centavo, simplemente utilizar los recursos que con el que cuenta la empresa.
Respecto al análisis realizado sobre el consumo de energía eléctrica en los compresores de refrigeración, proporcionó la pauta para analizar el por qué del alto consumo de energía eléctrica, lo que llevó a concluir que el alto consumo de energía eléctrica se debió a que el Los compresores de refrigeración trabajan siempre con diferentes presiones de aspiración, lo que se traduce en un elevado consumo de energía eléctrica. Si trabajamos con una presión de aspiración constante se puede reducir el consumo del Kwh 1 Ton de hielo producido. Por este motivo, se recomienda implementar un programa de recolección de hielo, trabajando en 3 turnos, para mantener siempre una temperatura de salmuera constante, lo que nos dará una presión de succión constante.
Reducir el consumo de energía eléctrica, y ahorrar en el coste de producción, supone aumentar la productividad, la rentabilidad y la competitividad. Antes de las horas C1J lb/cu Entalpía•• Entropía** Antes de las horas C1J lb/cu Entalpía•• Enlropía••. psi a Vapor líquido líquido Vapor líquido Vapor.
