El vapor generado en la caldera debe ser conducido a través de tuberías hasta el punto donde se requiere su energía térmica. Inicialmente habrá una o más tuberías principales, o ‘conductos de vapor’, que transportan vapor desde la caldera en la dirección general de la planta que utiliza vapor. A continuación, tuberías más pequeñas pueden conducir el vapor a cada uno de los equipos.
Todo lo que entra a los equipos es vapor y lo que sale es condensado.
Carga Inicial
1. Esta velocidad de condensación se denomina comúnmente «carga inicial«. La diferencia de temperatura entre el vapor y las tuberías es mínima, pero se producirá algo de condensación ya que las tuberías continúan transfiriendo calor al aire circundante.
2. El vapor transfiere su energía para calentar el equipo y el producto (carga inicial).
Aunque es importante eliminar este condensado del espacio de vapor, es un bien valioso y no se debe permitir que se desperdicie.
Válvula Reductora de Presión
El método común para reducir la presión en el punto donde se va a utilizar vapor es utilizar una válvula reductora de presión.
Es posible dimensionar la tubería a una velocidad de 25 a 40 m/s, y no preocuparse por la caída de presión.
Purgador en el Sistema de Vapor
El purgador es una parte esencial de cualquier sistema de vapor. Es el enlace importante entre el usuario del vapor y el retorno de condensado, que retiene el vapor pero elimina el condensado, así como el aire y otros gases incondensables.
- Presiones máximas de vapor y condensado.
- Presiones de trabajo de vapor y condensado.
- Temperaturas y caudales.
- Si el proceso está controlado por temperatura. Estos parámetros se discutirán más adelante en esta guía.
Si este condensado se descarga a la atmósfera, solo existirá como agua a 100°C, con 419 kJ/kg de entalpía de agua saturada.
Hay un límite inferior, cercano a los 42 °F (6 °C), por debajo del cual no se puede utilizar agua sola debido a la congelación en el intercambiador de calor donde el calor se rechaza al refrigerante. Por debajo de esta temperatura se utiliza una mezcla de glicol y agua.
Sistema de Agua Enfriada
Los componentes esenciales de un sistema de agua enfriada son el compresor, el condensador, el evaporador, una válvula de expansión, la(s) bomba(s) de circulación, un separador de aire y un tanque de expansión.
Se utilizan con mayor frecuencia dos tipos de compresores: el tipo alternativo y el tipo centrífugo; Las unidades más pequeñas, de menos de 150 toneladas (1,8 x 10° Btu/h o 527.000 W), generalmente son de tipo alternativo o de tornillo, y las unidades de más de 150 toneladas generalmente son centrífugas.
A a B: El refrigerante condensado se expande isentrópicamente a través de la válvula de expansión. La vaporización parcial del refrigerante reduce su temperatura.
B a C: El refrigerante se vaporiza en el intercambiador de calor a presión constante. La energía se transfiere del agua enfriada en circulación al refrigerante en este intercambiador: aquí es donde se enfría el agua.
C a D: El refrigerante vaporizado se comprime, idealmente a entropía constante. La entrada de energía procedente de la compresión aumenta la entalpía y la temperatura del gas refrigerante.
D a A: El refrigerante comprimido caliente se condensa rechazando su calor al agua de la torre de enfriamiento.
Para cargas de proceso, todo lo que se requiere para determinar la carga del equipo es un balance de energía alrededor de una pieza del equipo de proceso.
Si se tiene más de 1 intercambiador se necesita sumar sus cargas y están trabajando al mismo tiempo; y si están trabajando a destiempo se toma el de mayor carga.
Uno o varios chilled para el proceso o uno o varios chilled para el HVAC, La determinación del tamaño requerido del enfriador requiere datos tanto del proceso como del sistema HVAC, suponiendo que ambos sean atendidos por el sistema de agua enfriada.
Los CFC’s o HCFC’s entran al evaporador líquido roban calor de la corriente y se evaporan y la corriente sale helada.
Las torres de enfriamiento de tiro mecánico se utilizan en instalaciones de biotecnología para proporcionar agua de enfriamiento recirculante para aplicaciones de enfriamiento donde no se requieren las temperaturas más bajas disponibles en un sistema de agua enfriada, o cuando el agua de la torre de enfriamiento se usa como medio al cual se rechaza el calor en el sistema de agua enfriada. sistema de agua helada.
Los otros sistemas (torres de enfriamiento atmosférico, estanques de aspersión, pozos de tiro natural y estanques de enfriamiento) no se utilizan con frecuencia en instalaciones biotecnológicas porque no son tan compactas como las torres de enfriamiento de tiro mecánico y no se necesita mayor capacidad (en el caso de las torres de enfriamiento de tiro natural).
Se necesitan torres de enfriamiento cuando las temperaturas son más bajas.