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Aerorefrigerador híbrido Jäggi
- 2. ¡Nuestro trabajo es calidad! 2 Jäggi/Güntner (Suiza) AG junto con Hans Güntner GmbH, Fürstenfeldbruck es una empresa del grupo A-HEAT (Allied Heat Exchange Technology AG). Somos fabricantes del Aerorefrigerador híbrido (producto patentado) Jäggi (aerorefrigerador híbrido) y operamos en todo el mundo. En nuestras instalaciones de Trimbach, en las cercanías de Olten/ Suiza, se realiza el desarrollo del proyecto con software especial de nuestra propiedad que incluye producción, y servicio postventa y de distribución del aerorefrigerador híbrido Jäggi. Actualmente trabajan en Trimbach más de 50 colaboradores. Los colaboradores de postventa y la red del grupo establecen en todo el mundo una proximidad con el cliente. La empresa
- 3. Refrigerador híbrido Jäggi normal 1 Entrada de gas caliente (refrigerante) 2 Tubería de alimentación 3 Evacuador de calor, seco 4 Licuefactor, humectable 5 Salida de condensado 6 Fuente de calor 7 Circuito de agua de humectación 3 Principio de funcionamientoEl aerorefrigerador híbrido Jäggi es un aerorefrigerador enfriado por aire que evacua calor al aire ambiente en seco, es decir por convección, y también por evaporación. El portador de calor, generalmente agua o una mezcla agua/ glicol, circula a través del intercambiador de calor de tubo aletado dispuesto en forma de V. Para temperaturas ambiente bajas (aprox. 12 – 17 °C) se evacua el calor en seco por convección de acuerdo a su diseño como aerorefrigerador (enfriador de líquido). Si aumenta la temperatura del aire sobre el punto de consigna, la superficie exterior de las bate- rías de intercambio de calor se humedece gradualmente con agua. Como consecuencia la evacuación de calor se realiza en parte por convección y en parte por el efecto de evapora- ción. Si continúa el aumento de la temperatura del aire, la superficie del intercambiador de calor se humecta con mayor intensidad hasta que el equipo trabaje solamente como enfriador por evaporación. La humidificación se realiza con suficiente agua para garantizar que la superficie mojada sea constante y uniforme y lavar de forma eficiente las partículas de suciedad del aire ambiente, evitándose el secado de las aletas. El aerorefrigerador híbrido Jäggi también puede utilizarse como condensador para refrigerantes de todo tipo, especial- mente para NH3. Al condensador o licuador propiamente dicho está antepuesto un disipador de calor que funciona por convección tradicional. El agua excedente se recoge en una cubeta debajo del refri- gerador o en un depósito independiente que alimenta al cir- cuito de humectación hasta alcanzar el caudal requerido, existe un dispositivo automático de control de nivel de agua. El control de la unidad se suministra generalmente con el refrigerador híbrido Jäggi. Este se encarga de la regulación del rendimiento del equipo, que en la mayoría de los casos tiene lugar a través del control del volumen de aire, mediante la regulación de la velocidad (rpm) de los ventiladores y/ o nº de ventiladores en funcionamiento Además, se supervisa la calidad del agua, el caudal de agua, y el nivel de agua, in- cluida la protección contra la marcha en seco de las bombas. Aerorefrigerador híbrido Jäggi Aerorefrigerador híbrido Jäggi disipador de calor (portador de calor NH3) 2 1 7 2 5 8 9 10 6 5 1 5 11 8 Agua adicional 9 Cubeta colectora 10 Desenlodado 11 Aire de refrigeración 12 Ventilador 13 Accionamiento del ventilador ¡Técnología con la que Ud. Ahorra recursos y dinero! 1 1 Circuito de refrigeración primario 2 Alimentación 3 Elementos refrigerante 4 Retorno 5 Fuente de calor 6 Bomba del circuito refrigerante 7 Circuito de agua humectante 8 Agua adicional 9 Cubeta colectora de agua 10 Desenlodado 11 Aire de refrigeración 12 Ventilador 13 Accionamiento del ventilador
- 4. Después de fabricar en 1991 el primer aerorefrigerador híbrido Jäggi se encuentran actualmente en operación con más de 700 de estos equipos. Allí donde se debe ahorrar agua y energía, se deben evitar emisiones a la atmosfera no permitidas y cumplir con condiciones exigentes de inso- norización (nivel sonoro) pueden utilizarse de forma rentable los aerorefrigeradores híbridos Jäggi, todo ello a pesar de los elevados costes de inversión inicial. Las ventajas de la refrigeración seca-híbrida se basan en aspectos técnicos y económicos. Se necesita un alto coste de inversión inicial como consecuencia de la utilización en la fabricación de materiales inoxidables, sustancias de protección contra la corrosión y utilización de ventiladores de rotores silenciosos especiales, pero la inversión se amortiza, por el ahorro en agua ( alto coste de m3 agua) en un período de 1 a 2 años. Consideraciónes respecto a rentabilidad del proyecto: 4 Alta rentabilidad incluso con elevado coste de inversión inicial Curva característica de un aerorefrigerador híbrido Jäggi (ejemplo) Coste de servicio [ ] Coste de inversión [ ] Refrigeración libre (freecooling): por la desconexión temporal de la máquina refrigeradora puede ahorrarse energía eléctrica de forma considerable. Gama de temperatura / Duración Rango de temperaturas (Europa central) Las bases para una comparación de rentabilidades de diferen- tes sistemas son el coste total anual de los sistemas de refri- geración, compuesto por: costes de capital, amortización y costes de servicios (agua, corriente, mantenimiento). La comparación de los costes con otros procesos de refrigera- ción se representa en los diagramas de arriba. Se debe indicar- que las comparaciones presentadas solamente son válidas para los datos y condiciones límite existentes. Para los ca- sos/regiones en los que el coste de agua sea bajo agua o el aerorefrigerador funcione de forma continua en baja carga otros sistemas posiblemente son más rentables. Como se puede extraer de las presentaciones anteriores, el aerorefrigerador híbrido Jäggi se caracteriza por un bajo consumo de agua y según el punto de consigna el control automático controla el funcionamiento en seco ó húmedo, optimizando el proceso de forma continua, la mayor parte del tiempo el sistema funcionará en seco. Debido al relativo elevado coste de inversión se recomienda una comparación de rentabilidad con otros sistemas. Si la instalación de refrigerador de retorno es componente de una instalación de refrigeración, se debe también considerar la influencia de la temperatura de condensación sobre los costos de adquisición y el consumo de energía de la máquina de refrigeración.
- 5. 5 Otras características del aerorefrigerador híbrido Jäggi son: – Sistema cerrado estanco: el oxígeno del aire o la suciedad no tiene acceso al circuito de refrigeración – Funcionamiento libre de vapores: en servicio con humecta-ción el aire no se satura por lo que no se presenta vapor de agua. En caso de temperaturas bajas se opera en la mayoría de los casos en seco – Bajo peso total en operación: el contenido de agua de la cubeta inferior del aerorefrigerador es de aprox. 50 kg por cada metro de longitud del equipo – Poca necesidad de espacio: los equipos conectados en paralelo se pueden instalar muy próximos entre sí – Alta rentabilidad para ΔT límite 4 - 5 °C: se pueden alcan-zar 25 - 26 °C para una temperatura del aire exterior de 32 °C / 40 % humedad relativa, lo que permite optimizar la selección de los equipos tanto desde el punto de vista de inversión inicial como de ahorro energético (consumo eléctrico) – Bajo nivel sonoro: se utilizan ventiladores de rotor silencioso. Es posible el cumplimiento de las más estrictas condiciones de protección contra el ruido sin necesidad de aplicar costosas medidas de insonorización y sin perdida adicional de presión en los ventiladores. – Utilización del agua lluvia: recolección del agua lluvia en el área de operación para la utilización como agua de humectación – Fácil mantenimiento: al aerorefrigerador híbrido Jäggi tiene acceso por todos los lados y desde el interior. Todos losa ele-mentos constructivos son de fácil acceso, en especial las super- ficies del intercambiador de calor. Se puede observar a simple vista tanto el estado de ensuciamiento de las baterías como las zonas de posibles fugas que por accidente se pudieran generar. – Mínimo riesgo de presencia de Legionella: el peligro de Legio-nella es extremadamente bajo ya que en el aerorefrigerador híbrido Jäggi el agua de humectación no se pulveriza y por lo tanto no se generan aerosoles o micro-gotas que puedan penetrar a los pulmones. La cubeta de agua contiene poca agua y se puede mantener limpia con facilidad. Para la realización de la comparativa se puede utilizar un aerorefrigerador por evaporación de agua abierto, un aero- refrigerador por evaporación cerrado y un aerorefrigerador híbrido (aerorefrigerador híbrido Jäggi). Se representa la diferencia de costes para el refrigerador híbrido Jäggi y los costes de servicio anual de los diferentes sistemas así como el tiempo de amortización en función del precio del agua por m3. Coste anual del m3 de agua (costos de agua, corriente y capital) Tipo de coste Instalación 1 aerorefrigerador por evaporación abierto Instalación 2 aerorefrigerador por evaporación cerrado Instalación 3 aerorefrigerador híbrido Jäggi Valor de adquisición incluido el montaje e IBS Euro 17 100 35 700 72 500 Diferencia respecto a la instalación 1 Euro 55 400 Diferencia respecto a la instalación 2 Euro 35 000 Tiempo de amortización Años 15 15 15 Tipo de interés % 5 5 5 Anualidad % 9.63 9.63 9.63 Coste de m3 agua Euro / m3 Conforme al diagrama Consumo de agua incluido el des-lodado m3 / año 15 770 15 770 3396 Coste de energía eléctrica Euro / kWh 0.13 0.13 0.13 Consumo energía eléctrica kWh / año 12 407 122 520 44 674 Costo total electricidad Euro / año 1613 15 927 5807 Costoe de capital Euro / año 1646 3437 6981 Costoe anuales Euro / año Suma correspondiente a los coste del agua Retorno de capital, comparación de diferentes sistemas de refrigeración y representación del tiempo de amortización del refrigerador híbrido Jäggi en función del precio del agua Ejemplo de cálculo Tiempo de amortización de los costes adicionales del refrigerador híbrido Jäggi Instalación 1 aerorefrigerador por evaporación abierto Instalación 2 aerorefrigerador por evaporación cerrado Instalación 3 aerorefrigerador híbrido Jäggi Costos de agua Costos de corriente Costos de capital Euro / año Euro/ año Euro / año 63 080 1 613 1 646 63 080 15 927 3 437 13 584 5 807 6 981 Costos anuales de servicio Euro / año 66 339 (251%) 82 444 (312%) 26 372 (100%) Instalación 1 aerorefrigerador por evaporación abierto Instalación 2 aerorefrigerador por evaporación cerrado 55 400 66 339 - 26 372 35 000 82 444 - 26 372 Ejemplo de cálculo para un precio de agua de 4 /m3 Ejemplo de cálculo para un precio de agua de 4 /m3 = 1.4 años = 0.6 años El tiempo de amortización es el período hasta que los elevados costos de servicio del refrigerador por evaporación alcanzan los elevados costos de adquisición del refrigerador híbrido Jäggi. Los datos de partida son: Ubicación de la instalación: Francfort Capacidad de refrigeración 630 kW, tE = 30 °C, tA = 26 °C, tL = 32 °C / 38 % RF, LW = 82 db (A), refrigerante agua/glicol 70/30 %
- 6. Los campos de aplicación del aerorefrigerador híbrido Jäggi son fundamentalmente: Sistemas de acondicionamiento de aire en edificios, aplicaciones de refrigeración industrial y aero-refrigeración de procesos. Campos de aplicación Campos de aplicación – Acondicionamiento de aire en edificios – Centros de cálculo ( informáticos) – Industria de alimentos – Industria química y del petróleo – Industria automovil – Artes gráficas – Industria de bebidas estimulantes y alcohólicas, tabaco etc. – Industria de la construcción – Industria del vidrio – Centrales eléctricas – Industria de semiconductores – Industria de embalajes 6 Campos de aplicación, ejemplos de ejecución y referencias Ejemplos de ejecución: Cervecería Enfriador de líquido/Condensador para refrigeración del proceso Tipo de aparato HTK 1.8/4.8-2S-P4-VA Potencia total: 2000 kW Medio refrigerante: NH3 (amoniaco) Temperatura del medio: 70/33 °C Estado de entrada del aire: 32 °C, 38% hr (tf=21 °C) Número de refrigeradores: 2 Lugar de montaje: Stuttgart Año de construcción: 1996 Universidad de Mainz Refrigeración central 6 HTK 2.4/10.9-2S Rendimiento calorífico: total 9000 kW Entrada de aire: 33 °C / 40% hr Medio refrigerante: agua / 30% glicol A enfriar de 33 °C a 27 °C Lugar de montaje: Mainz
- 7. 7 Centro de cálculo Vista parcial 8 HTK 2.4/10.9-2S Rendimiento calorífico: por cada refrigerador 1250 kW Entrada de aire: 38 °C / 32% hr Medio refrigerante: agua / 30% glicol A enfriar de 34 °C a 28 °C Lugar de montaje: Sur de Alemania Centro de cálculo 3 HTK 2.4/5-2S Rendimiento calorífico: por cada refrigerador 1174 kW Entrada de aire: 32 °C / 38% hr Medio refrigerante: agua / 30% glicol A enfriar de 29 °C a 25 °C Lugar de montaje: Zurich ¡Vapores – No gracias! Centro de cálculo (Vista parcial) 6 HTK 2.4/10.9-2S-P2 Rendimiento calorífico: por cada refrigerador 1250 kW Entrada de aire: 38 °C/32% hr Medio refrigerante: agua/30% glicol A enfriar de 34 °C a 28 °C Lugar de montaje: Sur de Alemania
- 8. Las baterías o elementos de intercambio se disponen en «V» en nuestros aerorefrigeradores híbridos. El tamaño de un refrigerador híbrido se determina en gran parte por las condiciones ambientales y los parámetros de cálculo de la instalación. Con la ayuda de nuestro software de diseño propio, podemos seleccionar la forma constructiva que satisfaga tanto las particularidades arquitectónicas como también las exigencias técnicas del proceso. Este software busca al mismo tiempo el cálculo de la rentabilidad de la instalación. Nuestro moderno sistema CAD y la estanda- rización de grupos constructivos nos posibilitan una elevada capacidad de adaptación a las exigencias del cliente. Tamaños constructivos estándar De las denominaciones de tipo – HTK, se pueden determinar las características más importantes. Esto lo aclara un ejemplo. 8 Detalles constructivos, vista general de equipos, modelos y materiales de ejecución Tipo n L A C Peso HTK1.2/2.4-1S 2 2412 2492 3092 1735 kg HTK 1.2/2.7-1S 2 2712 2792 3392 1880 kg HTK 1.2/3.0-1S 2 3012 3092 3692 2040 kg HTK 1.2/3.3-1S 3 3312 3392 3992 2180 kg HTK 1.2/3.6-1S 3 3612 3692 4292 2320 kg HTK 1.2/3.9-1S 3 3912 3992 4592 2480 kg HTK 1.2/4.2-1S 3 4212 4292 4892 2670 kg HTK 1.2/4.5-1S 4 4512 4592 5192 2810 kg HTK 1.2/4.8-1S 4 4812 4892 5492 2950 kg HTK 1.2/5.2-1S 4 5212 5292 5892 3160 kg HTK 1.2/5.45-1S 4 5462 5542 6142 3280 kg Tipo 1.2/...-1S Tipo 1.2/...-2S Tipo n L A B1 B2 C1 C2 Peso HTK1.2/2.4-2S 1 2412 2492 300 1050 3092 3842 2160 kg HTK 1.2/2.7-2S 1 2712 2792 300 1050 3392 4142 2300 kg HTK 1.2/3.0-2S 1 3012 3092 300 1050 3692 4442 2425 kg HTK 1.2/3.3-2S 2 3312 3392 300 1050 3992 4742 2825 kg HTK 1.2/3.6-2S 2 3612 3692 300 1050 4292 5042 2960 kg HTK 1.2/3.9-2S 2 3912 3992 300 1050 4592 5342 3085 kg HTK 1.2/4.2-2S 2 4212 4292 300 1050 4892 5642 3265 kg HTK 1.2/4.5-2S 2 4512 4592 300 1050 5192 5942 3400 kg HTK 1.2/4.8-2S 2 4812 4892 300 1050 5492 6242 3525 kg HTK 1.2/5.2-2S 2 5212 5292 300 1050 5892 6642 3700 kg HTK 1.2/5.45-2S 2 5462 5542 300 1050 6142 6892 3810 kg HTK 1.2/6.6-2S 2-3 6714 6794 300 1050 7394 8144 4820 kg HTK 1.2/7.2-2S 3 7314 7394 300 1050 7994 8744 5090 kg HTK 1.2/7.8-2S 3 7914 7994 300 1050 8594 9344 5400 kg HTK 1.2/8.4-2S 3 8514 8594 300 1050 9194 9944 5680 kg HTK 1.2/9.0-2S 3 9114 9194 300 1050 9794 10544 6200 kg HTK 1.2/9.6-2S 4 9714 9794 300 1050 10394 11144 6460 kg HTK 1.2/10.4-2S 4 10514 10594 300 1050 11194 11944 6825 kg HTK 1.2/10.9-2S 4 11014 11094 300 1050 11694 12444 7050 kg ¡La tendencia actual es la tecnología híbrida! Ejemplo de tipo:
- 9. Peso: Peso de servicio con caja de bornes Peso de servicio con armario de fuerza + 120 kg Construcción Los tipos HTK 1.2 /... y HTK 1.8/... vienen definidos por la altura de los elementos refrigerantes de 1200 y 1800 mm respectivamente. Se fabrican en chapa de lámina de acero. El tipo HTK 2.4/... con una altura de elemento refrigerante de 2400 mm se fabrica en acero galvanizado en caliente por inmersión. Los componentes de chapa son igualmente en ejecución en lámina de acero. n = número de ventiladores L = longitud del intercambiador de calor B1 = distancia con caja de bornes B2 = distancia con armario de fuerza C1 = longitud con caja de bornas C2 = longitud con armario de fuerza Todas las dimensiones en [mm]
- 10. n = número de ventiladores L = Longitud del intercambiador de calor C= longitud con caja de bornes Todas las dimensiones en [mm] Peso: Peso en servicio con caja de bornes