manual de procesos de calculov15 · 2016-07-07 · 4.4. 4.4. mejora 4: precalentamejora 4:...

AGENCIA ANDALUZA DE LA ENERGÍAAGENCIA ANDALUZA DE LA ENERGÍAAGENCIA ANDALUZA DE LA ENERGÍAAGENCIA ANDALUZA DE LA ENERGÍA

CONSEJERÍA DE INNOVACIÓN, CIENCIA Y EMPRESACONSEJERÍA DE INNOVACIÓN, CIENCIA Y EMPRESACONSEJERÍA DE INNOVACIÓN, CIENCIA Y EMPRESACONSEJERÍA DE INNOVACIÓN, CIENCIA Y EMPRESA

Guía de Procesos de CálculoGuía de Procesos de CálculoGuía de Procesos de CálculoGuía de Procesos de Cálculo

para la elaboración de Auditoríaspara la elaboración de Auditoríaspara la elaboración de Auditoríaspara la elaboración de Auditorías

en el Sistema Audita Energía Industriaen el Sistema Audita Energía Industriaen el Sistema Audita Energía Industriaen el Sistema Audita Energía Industria

JunioJunioJunioJunio 2008200820082008

SevillaSevillaSevillaSevilla

C/ Isaac Newton, S/N. 41092 Sevilla

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ÍndiceÍndiceÍndiceÍndice 1.1.1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 4444

2.2.2.2. CALDERASCALDERASCALDERASCALDERAS ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 5555

2.1.2.1.2.1.2.1. MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS NATURALNATURALNATURALNATURAL .................................................................................................................................................................................................................... 9999

2.2.2.2.2.2.2.2. MEJORA 2: INSTALACIÓMEJORA 2: INSTALACIÓMEJORA 2: INSTALACIÓMEJORA 2: INSTALACIÓN DE UN ECONOMIZADORN DE UN ECONOMIZADORN DE UN ECONOMIZADORN DE UN ECONOMIZADOR DE AGUADE AGUADE AGUADE AGUA ........................................................................................................................................................................................................ 11111111

2.3.2.3.2.3.2.3. MEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓN DE UN RECUPERADORN DE UN RECUPERADORN DE UN RECUPERADORN DE UN RECUPERADOR ........................................................................................................................................................................................................................................................................ 13131313

2.4.2.4.2.4.2.4. MEJORA 4: CONTROL DEMEJORA 4: CONTROL DEMEJORA 4: CONTROL DEMEJORA 4: CONTROL DE LA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE ETROS DE ETROS DE ETROS DE

COMBUSTIÓN)COMBUSTIÓN)COMBUSTIÓN)COMBUSTIÓN) ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 15151515

2.5.2.5.2.5.2.5. MEJORA 5: RECUPERACIMEJORA 5: RECUPERACIMEJORA 5: RECUPERACIMEJORA 5: RECUPERACIÓN DEL CALOR DE PURGÓN DEL CALOR DE PURGÓN DEL CALOR DE PURGÓN DEL CALOR DE PURGASASASAS .................................................................................................................................................................................................................................................... 17171717

2.6.2.6.2.6.2.6. MEJORA 6: RECUPERACIMEJORA 6: RECUPERACIMEJORA 6: RECUPERACIMEJORA 6: RECUPERACIÓN DE CONDENSADOSÓN DE CONDENSADOSÓN DE CONDENSADOSÓN DE CONDENSADOS ............................................................................................................................................................................................................................................................................ 19191919

3.3.3.3. HORNOSHORNOSHORNOSHORNOS .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 21212121

3.1.3.1.3.1.3.1. MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS NATURALNATURALNATURALNATURAL ............................................................................................................................................................................................................ 27272727

3.2.3.2.3.2.3.2. MEJORA 2: GENERACIÓNMEJORA 2: GENERACIÓNMEJORA 2: GENERACIÓNMEJORA 2: GENERACIÓN DE FLUIDO TÉRMICODE FLUIDO TÉRMICODE FLUIDO TÉRMICODE FLUIDO TÉRMICO .................................................................................................................................................................................................................................................................................... 29292929

3.3.3.3.3.3.3.3. MEJORA 3: SUSTITUCIÓMEJORA 3: SUSTITUCIÓMEJORA 3: SUSTITUCIÓMEJORA 3: SUSTITUCIÓN DE N DE N DE N DE HORNO POR OTRO MÁS EHORNO POR OTRO MÁS EHORNO POR OTRO MÁS EHORNO POR OTRO MÁS EFICIENTEFICIENTEFICIENTEFICIENTE ........................................................................................................................................................................ 31313131

3.4.3.4.3.4.3.4. MEJORA 4: REDUCCIÓN MEJORA 4: REDUCCIÓN MEJORA 4: REDUCCIÓN MEJORA 4: REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS POR LAS DE PÉRDIDAS POR LAS DE PÉRDIDAS POR LAS DE PÉRDIDAS POR LAS PAREDESPAREDESPAREDESPAREDES ................................................................................................................................................................................................................ 33333333

3.5.3.5.3.5.3.5. MEJORA 5: PRECALENTAMEJORA 5: PRECALENTAMEJORA 5: PRECALENTAMEJORA 5: PRECALENTAMIENTO DE LA CAMIENTO DE LA CAMIENTO DE LA CAMIENTO DE LA CARGA CON ENERGÍA RESIRGA CON ENERGÍA RESIRGA CON ENERGÍA RESIRGA CON ENERGÍA RESIDUAL DE GASES DE SALDUAL DE GASES DE SALDUAL DE GASES DE SALDUAL DE GASES DE SALIDAIDAIDAIDA35353535

3.6.3.6.3.6.3.6. MEJORA 6: PRECALENTAMEJORA 6: PRECALENTAMEJORA 6: PRECALENTAMEJORA 6: PRECALENTAMIENTO DEL AIRE DE CMIENTO DEL AIRE DE CMIENTO DEL AIRE DE CMIENTO DEL AIRE DE COMBUSTIÓN CON LOS GAOMBUSTIÓN CON LOS GAOMBUSTIÓN CON LOS GAOMBUSTIÓN CON LOS GASES DE SALIDASES DE SALIDASES DE SALIDASES DE SALIDA .................... 37373737

4.4.4.4. SECADEROSSECADEROSSECADEROSSECADEROS ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 39393939

4.1.4.1.4.1.4.1. MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS NATURALNATURALNATURALNATURAL ............................................................................................................................................................................................................ 48484848

4.2.4.2.4.2.4.2. MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN DE LAS PÉRDIDAS POR DE LAS PÉRDIDAS POR DE LAS PÉRDIDAS POR DE LAS PÉRDIDAS POR LAS PAREDELAS PAREDELAS PAREDELAS PAREDESSSS ........................................................................................................................................................................................ 50505050

4.3.4.3.4.3.4.3. MEJORA 3: CONTROL DEMEJORA 3: CONTROL DEMEJORA 3: CONTROL DEMEJORA 3: CONTROL DE LA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE ETROS DE ETROS DE ETROS DE

COMBUSTIÓN)COMBUSTIÓN)COMBUSTIÓN)COMBUSTIÓN) ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 52525252

4.4.4.4.4.4.4.4. MEJORA 4: PRECALENTAMEJORA 4: PRECALENTAMEJORA 4: PRECALENTAMEJORA 4: PRECALENTAMIENTO DMIENTO DMIENTO DMIENTO DE AIREE AIREE AIREE AIRE .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 54545454

4.5.4.5.4.5.4.5. MEJORA 5: RECIRCULACMEJORA 5: RECIRCULACMEJORA 5: RECIRCULACMEJORA 5: RECIRCULACIÓN PARCIAL DE VAHOSIÓN PARCIAL DE VAHOSIÓN PARCIAL DE VAHOSIÓN PARCIAL DE VAHOS ........................................................................................................................................................................................................................................................................ 56565656

4.6.4.6.4.6.4.6. MEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓN DE SECADERO POR OTN DE SECADERO POR OTN DE SECADERO POR OTN DE SECADERO POR OTRO MÁS EFICIENTERO MÁS EFICIENTERO MÁS EFICIENTERO MÁS EFICIENTE .................................................................................................................................................... 58585858

5.5.5.5. SISTEMAS DE PRODUCCISISTEMAS DE PRODUCCISISTEMAS DE PRODUCCISISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE FRÍOÓN DE FRÍOÓN DE FRÍOÓN DE FRÍO ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 60606060

5.1.5.1.5.1.5.1. MEJORA 1: AUMENTO DEMEJORA 1: AUMENTO DEMEJORA 1: AUMENTO DEMEJORA 1: AUMENTO DE LA TEMPERATURA DE EVLA TEMPERATURA DE EVLA TEMPERATURA DE EVLA TEMPERATURA DE EVAPORACIÓNAPORACIÓNAPORACIÓNAPORACIÓN .................................................................................................................................................................................... 62626262

5.2.5.2.5.2.5.2. MEJORA 2: SUSTITUCIÓMEJORA 2: SUSTITUCIÓMEJORA 2: SUSTITUCIÓMEJORA 2: SUSTITUCIÓN DE TORRE DE REFRIGN DE TORRE DE REFRIGN DE TORRE DE REFRIGN DE TORRE DE REFRIGERACIÓN POR CONDENSAERACIÓN POR CONDENSAERACIÓN POR CONDENSAERACIÓN POR CONDENSADOR EVAPORATIVODOR EVAPORATIVODOR EVAPORATIVODOR EVAPORATIVO 64646464

5.3.5.3.5.3.5.3. MEJORA 3: DISMINUCIÓMEJORA 3: DISMINUCIÓMEJORA 3: DISMINUCIÓMEJORA 3: DISMINUCIÓN DE LA TEMPERATURA N DE LA TEMPERATURA N DE LA TEMPERATURA N DE LA TEMPERATURA DE CONDENSACIÓNDE CONDENSACIÓNDE CONDENSACIÓNDE CONDENSACIÓN ................................................................................................................................................ 66666666

5.4.5.4.5.4.5.4. MEJORA 4: RECUPERACIMEJORA 4: RECUPERACIMEJORA 4: RECUPERACIMEJORA 4: RECUPERACIÓN DEL CALOR DEL CIRÓN DEL CALOR DEL CIRÓN DEL CALOR DEL CIRÓN DEL CALOR DEL CIRCUITO DE CONDENSACIÓCUITO DE CONDENSACIÓCUITO DE CONDENSACIÓCUITO DE CONDENSACIÓNNNN .................................................................................................... 68686868

5.5.5.5.5.5.5.5. MEJORA 5: INSTALACIÓMEJORA 5: INSTALACIÓMEJORA 5: INSTALACIÓMEJORA 5: INSTALACIÓN DE SISTEMAS DE ACUN DE SISTEMAS DE ACUN DE SISTEMAS DE ACUN DE SISTEMAS DE ACUMULACIÓN DE FRÍOMULACIÓN DE FRÍOMULACIÓN DE FRÍOMULACIÓN DE FRÍO .................................................................................................................................................... 70707070



5.6.5.6.5.6.5.6. MEJORA 6: INTRODUCCIMEJORA 6: INTRODUCCIMEJORA 6: INTRODUCCIMEJORA 6: INTRODUCCIÓN DE VARIADORES DE ÓN DE VARIADORES DE ÓN DE VARIADORES DE ÓN DE VARIADORES DE FRECUENCIA EN MOTOREFRECUENCIA EN MOTOREFRECUENCIA EN MOTOREFRECUENCIA EN MOTORES DE S DE S DE S DE

COMPRESORES, EN BOMBCOMPRESORES, EN BOMBCOMPRESORES, EN BOMBCOMPRESORES, EN BOMBAS Y EN VENTILADORESAS Y EN VENTILADORESAS Y EN VENTILADORESAS Y EN VENTILADORES DE TORREDE TORREDE TORREDE TORRE ................................................................................................................................................................................................................................ 72727272

6.6.6.6. MOTORES ELÉMOTORES ELÉMOTORES ELÉMOTORES ELÉCTRICOSCTRICOSCTRICOSCTRICOS ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 73737373

6.1.6.1.6.1.6.1. MEJORA 1: UTILIZACIÓMEJORA 1: UTILIZACIÓMEJORA 1: UTILIZACIÓMEJORA 1: UTILIZACIÓN DE ARRANCADORES SUN DE ARRANCADORES SUN DE ARRANCADORES SUN DE ARRANCADORES SUAVESAVESAVESAVES ........................................................................................................................................................................................................................................ 75757575

6.2.6.2.6.2.6.2. MEJORA 2: UTILIZACIÓMEJORA 2: UTILIZACIÓMEJORA 2: UTILIZACIÓMEJORA 2: UTILIZACIÓN DE VARIADORES DE FN DE VARIADORES DE FN DE VARIADORES DE FN DE VARIADORES DE FRECUENCIARECUENCIARECUENCIARECUENCIA ............................................................................................................................................................................................................ 77777777

6.3.6.3.6.3.6.3. MEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓN DE VARIADORES REGEN DE VARIADORES REGEN DE VARIADORES REGEN DE VARIADORES REGENERATIVOSNERATIVOSNERATIVOSNERATIVOS ........................................................................................................................................................................................................ 79797979

6.4.6.4.6.4.6.4. MEJORA 4: SUSTITUCIÓMEJORA 4: SUSTITUCIÓMEJORA 4: SUSTITUCIÓMEJORA 4: SUSTITUCIÓN DE UN MOTOR SOBREDN DE UN MOTOR SOBREDN DE UN MOTOR SOBREDN DE UN MOTOR SOBREDIMENSIONADO POR OTROIMENSIONADO POR OTROIMENSIONADO POR OTROIMENSIONADO POR OTRO DE TAMAÑO DE TAMAÑO DE TAMAÑO DE TAMAÑO

ÓPTIMOÓPTIMOÓPTIMOÓPTIMO ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 81818181

6.5.6.5.6.5.6.5. MEJORA 5: UTILIZACIÓMEJORA 5: UTILIZACIÓMEJORA 5: UTILIZACIÓMEJORA 5: UTILIZACIÓN DEL MOTOR EN SU PUN DEL MOTOR EN SU PUN DEL MOTOR EN SU PUN DEL MOTOR EN SU PUNTO DE MÁXIMO RENDIMNTO DE MÁXIMO RENDIMNTO DE MÁXIMO RENDIMNTO DE MÁXIMO RENDIMIENTOIENTOIENTOIENTO ................................................................................ 83838383

6.6.6.6.6.6.6.6. MEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓN DEL MOTOR POR OTRN DEL MOTOR POR OTRN DEL MOTOR POR OTRN DEL MOTOR POR OTRO DE ALTO RENDIMIENTO DE ALTO RENDIMIENTO DE ALTO RENDIMIENTO DE ALTO RENDIMIENTOOOO ................................................................................................................ 85858585

7.7.7.7. REDES DE VAPORREDES DE VAPORREDES DE VAPORREDES DE VAPOR ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 87878787

7.1.7.1.7.1.7.1. MEJORA 1: SUSTITUCIÓMEJORA 1: SUSTITUCIÓMEJORA 1: SUSTITUCIÓMEJORA 1: SUSTITUCIÓN DE PURGADORESN DE PURGADORESN DE PURGADORESN DE PURGADORES ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 94949494

7.2.7.2.7.2.7.2. MEJORA 2: RECUPERACIMEJORA 2: RECUPERACIMEJORA 2: RECUPERACIMEJORA 2: RECUPERACIÓN DE REVAPORIZADOÓN DE REVAPORIZADOÓN DE REVAPORIZADOÓN DE REVAPORIZADO ................................................................................................................................................................................................................................................................................ 96969696

7.3.7.3.7.3.7.3. MEJORA 3: ELIMINAR LMEJORA 3: ELIMINAR LMEJORA 3: ELIMINAR LMEJORA 3: ELIMINAR LAMINACIONES DE VAPORAMINACIONES DE VAPORAMINACIONES DE VAPORAMINACIONES DE VAPOR ........................................................................................................................................................................................................................................................................ 98989898

7.4.7.4.7.4.7.4. MMMMEJORA 4: REDUCCIÓN DEJORA 4: REDUCCIÓN DEJORA 4: REDUCCIÓN DEJORA 4: REDUCCIÓN DE FUGAS EN LAS TUBERE FUGAS EN LAS TUBERE FUGAS EN LAS TUBERE FUGAS EN LAS TUBERÍASÍASÍASÍAS .................................................................................................................................................................................................................................... 105105105105

7.5.7.5.7.5.7.5. MEJORA 5: RECUPERACIMEJORA 5: RECUPERACIMEJORA 5: RECUPERACIMEJORA 5: RECUPERACIÓN DE CONDENSADO A PÓN DE CONDENSADO A PÓN DE CONDENSADO A PÓN DE CONDENSADO A PRESIÓNRESIÓNRESIÓNRESIÓN ........................................................................................................................................................................................................ 107107107107

7.6.7.6.7.6.7.6. MEJORA 6: CALORIFUGMEJORA 6: CALORIFUGMEJORA 6: CALORIFUGMEJORA 6: CALORIFUGAR TUBERÍAS Y ACCESOAR TUBERÍAS Y ACCESOAR TUBERÍAS Y ACCESOAR TUBERÍAS Y ACCESORIOSRIOSRIOSRIOS ............................................................................................................................................................................................................................................ 109109109109

8.8.8.8. SISTEMAS DE AIRE COMSISTEMAS DE AIRE COMSISTEMAS DE AIRE COMSISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDOPRIMIDOPRIMIDOPRIMIDO ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 111111111111

8.1.8.1.8.1.8.1. MEJORA 1: ALIMENTACIMEJORA 1: ALIMENTACIMEJORA 1: ALIMENTACIMEJORA 1: ALIMENTACIÓN DEL AIRE A LA MÍNÓN DEL AIRE A LA MÍNÓN DEL AIRE A LA MÍNÓN DEL AIRE A LA MÍNIMA TEMPERATURA POSIMA TEMPERATURA POSIMA TEMPERATURA POSIMA TEMPERATURA POSIBLEIBLEIBLEIBLE ................................................................................................ 112112112112

8.2.8.2.8.2.8.2. MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN DE LA PRESIÓN DEL AIDE LA PRESIÓN DEL AIDE LA PRESIÓN DEL AIDE LA PRESIÓN DEL AIRE AL MÍNIMO PERMITIRE AL MÍNIMO PERMITIRE AL MÍNIMO PERMITIRE AL MÍNIMO PERMITIDODODODO ........................................................................................................ 114114114114

8.3.8.3.8.3.8.3. MEJORA 3: REDUCCIÓN MEJORA 3: REDUCCIÓN MEJORA 3: REDUCCIÓN MEJORA 3: REDUCCIÓN DE FUGAS EN LAS REDEDE FUGAS EN LAS REDEDE FUGAS EN LAS REDEDE FUGAS EN LAS REDESSSS ........................................................................................................................................................................................................................................................ 115115115115

8.4.8.4.8.4.8.4. MEJORA 4: INSTALAR SMEJORA 4: INSTALAR SMEJORA 4: INSTALAR SMEJORA 4: INSTALAR SECADORES EFICIENTES ECADORES EFICIENTES ECADORES EFICIENTES ECADORES EFICIENTES EN REDES PARA EVITAREN REDES PARA EVITAREN REDES PARA EVITAREN REDES PARA EVITAR PURGASPURGASPURGASPURGAS ................................................................ 116116116116

8.5.8.5.8.5.8.5. MEJORA 5: SUSTITUCIÓMEJORA 5: SUSTITUCIÓMEJORA 5: SUSTITUCIÓMEJORA 5: SUSTITUCIÓN DEL COMPRESOR POR N DEL COMPRESOR POR N DEL COMPRESOR POR N DEL COMPRESOR POR OTOTOTOTRO MÁS EFICIENTERO MÁS EFICIENTERO MÁS EFICIENTERO MÁS EFICIENTE ........................................................................................................................ 117117117117

8.6.8.6.8.6.8.6. MEJORA 6: MEJORA 6: MEJORA 6: MEJORA 6: INSTALACIÓNINSTALACIÓNINSTALACIÓNINSTALACIÓN DE VARIADORES DE FREDE VARIADORES DE FREDE VARIADORES DE FREDE VARIADORES DE FRECUENCIA EN COMPRESORCUENCIA EN COMPRESORCUENCIA EN COMPRESORCUENCIA EN COMPRESORESESESES ........................................................................ 118118118118

8.7.8.7.8.7.8.7. ASPECTO ECONÓMICO DEASPECTO ECONÓMICO DEASPECTO ECONÓMICO DEASPECTO ECONÓMICO DE LOS SISLOS SISLOS SISLOS SISTEMAS DE AIRE COMPRITEMAS DE AIRE COMPRITEMAS DE AIRE COMPRITEMAS DE AIRE COMPRIMIDO.MIDO.MIDO.MIDO. 119119119119

9.9.9.9. ANEXO 1. CÁLCULO DE ANEXO 1. CÁLCULO DE ANEXO 1. CÁLCULO DE ANEXO 1. CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS POR PARLAS PÉRDIDAS POR PARLAS PÉRDIDAS POR PARLAS PÉRDIDAS POR PAREDES EN CALDERA, HOREDES EN CALDERA, HOREDES EN CALDERA, HOREDES EN CALDERA, HORNOS Y SECADEROSNOS Y SECADEROSNOS Y SECADEROSNOS Y SECADEROS ........................ 120120120120

10.10.10.10. ANEXO DE TAANEXO DE TAANEXO DE TAANEXO DE TABLAS PARA LAS REDES BLAS PARA LAS REDES BLAS PARA LAS REDES BLAS PARA LAS REDES DE VAPOR.DE VAPOR.DE VAPOR.DE VAPOR. ................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 123123123123



1.1.1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN El proyecto Audita Energía Industria está enfocado a la realización de auditorías de diferentes equipos

industriales, concretamente caldera, horno, secadero, sistemas de producción de frío, aire comprimido,

motores eléctricos y redes de vapor.

A cada uno de estos equipos hay que aplicarle seis mejoras energéticas, las cuales hacen que mejore el

rendimiento de la instalación y así se consiga un ahorro tanto energético como económico.

Para ello, una vez realizada la auditoría y partiendo de los balances planteados y del rendimiento energético

calculado en la situación inicial (que se tomará como referencia), esta herramienta permitirá evaluar las

mejoras de rendimiento más usuales para cada equipo.

Este documento recoge las ecuaciones físicas en las cuales se basan los resultados energéticos y económicos

que ofrece la aplicación. La forma de operar se basa en solicitar al usuario datos referentes al funcionamiento

del equipo que se pretende auditar, (v.g. temperaturas, presiones, etc…) que constituirán lo que llamaremos

la “toma de datos”. Estos datos serán empleados en las correspondientes ecuaciones que explican el

funcionamiento del equipo en cuestión, dando como resultado el rendimiento, los aspectos energéticos y

económicos más representativos que le permitan al usuario analizar la instalación.

Se aconseja disponer de esta guía a la hora de realizar la toma de datos en la aplicación para que el usuario

pueda interpretar correctamente los datos que se le solicitan.

Los balances térmicos se obtienen de valores instantáneos (consumos instantáneos de combustible, etc). Sin

embargo las salidas y entradas de energía instantáneas, se han denominado como calores en muchos casos,

por ejemplo, Calor de combustión y se expresan en (kW) cuando lo correcto habría sido denominarlo como

"potencia de combustión, etc".

Se ha preferido indicarlo con el apelativo de calor porque así es conocido en el sector energético dado que es

más fácil que se conozcan los valores instantáneos que lo valores medios estacionales.



2.2.2.2. CALDERASCALDERASCALDERASCALDERAS Al realizar una auditoria energética, lo primero que tenemos que plantear son las ecuaciones de balance de

masa. Para ello vamos a hacer el análisis elemental e inmediato del combustible, pasar la base de cálculo de

seca a húmeda haciendo las siguientes hipótesis:

• Todo el oxígeno en el combustible está en forma de agua.

• El único componente activo que no reacciona completamente es el C.

• No existen hidrocarburos inquemados en gases.

Para pasar de base húmeda a base seca, multiplicamos cada componente por (1-ω) donde ω es la

humedad absoluta que posee el combustible, obtenida del formulario. Calculamos la composición del

combustible de forma que todo el oxígeno que posee el combustible esté en forma de agua.

La composición de los combustibles se carga de una base de datos, así como el PCI (kJ/kgcombustible) y el

A0 (aire estequiométrico necesario) (kg aire / kgcombustible) que se almacenan para ser utilizados a la hora

de realizar los cálculos. También se carga el Factor de Emisiones de CO2 (t CO2 / tep PCI) del combustible

seleccionado.

Si el usuario quiere introducir una composición distinta, debe elegir la opción “Desconocido” del combo de

combustibles y puede rellenar él mismo el porcentaje de cada uno de los elementos.

En este caso, para calcular el PCI y el A0 se utilizan las siguientes ecuaciones:

PCI = (C * PCIc) + (Hd * PCIH) + (S * PCIS) – (2500 * H2Ocomb)

A0 = 29 * (100/21) * OT

Donde OT es el oxígeno teórico necesario para combustión completa por unidad de combustible, Hd es el

Hidrógeno disponible y H2Ocomb es el oxígeno en porcentaje en peso en la composición (la forma de

calcularlos se detalla más adelante).

PCIC = 33858 kJ / kg comb, PCIH = 9254.5 kJ / kg comb y PCIS = 120826.6 kJ / kg comb, son los PCI del

Carbono, el Hidrógeno y el Oxígeno respectivamente.

Con los datos introducidos en el bloque titulado “Composición del Combustible” se realiza el cambio de base

seca a base húmeda, según las siguientes ecuaciones:

C = (C’ / 100) * (1 - (ω / 100))

C’ en % en peso de la composición obtenido del formulario S = (S’ / 100) * (1 - (ω / 100))

S’ en % en peso de la composición obtenido del formulario N = (N’ / 100) * (1 - (ω / 100))

N’ en % en peso de la composición obtenido del formulario P = (P’ /100) * (1 – (ω / 100))

P’ (cenizas) % en peso de la composición obtenido del formulario



Agua en el Combustible:

H2Ocomb = (ω / 100)+ (9/8)*(O’/100)*(1 - (ω / 100))

O’ en % en peso de la composición obtenido del formulario

Hidrógeno disponible por unidad de combustible:

Hd = (H’ / 100) * (1 - (ω / 100)) - (1/8) * (O’/ 100)*(1 - (ω / 100))

O’ y H’ en % en peso de la composición obtenidos del formulario

Los cálculos que se realizan para el balance de materia son las siguientes:

Oxígeno teórico necesario para la combustión completa:

OT = C / 12 + S / 32 + Hd / 4

Moles de gases salida por kg de combustible:

ngs = (C * 100) / (12 * vco2)

vco2: % en volumen de CO2 a la salida, obtenido del formulario

Índice de exceso de aire:

n = ((vo2 * ngs) / (OT * 100)) + 1)

vo2:% en volumen de O2 a la salida, obtenido del formulario

En la toma de datos, se le recomienda al usuario que la suma de los porcentajes de CO2 y O2 sea

aproximadamente el 21% sin superarlo.

Masa de gases secos:

mgs = (3.66 * C) + 2 * S + ((n-1) * OT *. 32) + (105.33 * n * OT) + N

Masa de vapor de agua por unidad de combustible:

mv = 9 * Hd + H2Ocomb + (n * A0 * humabs)

humabs: Humedad Absoluta del Aire (kg agua / kg aire seco)

Tras haber calculado los caudales de materia que entran o salen del Sistema, se pasa a realizar un balance

de energías. Para ello, debemos aplicar la ley de la conservación de la energía: “la energía ni se crea ni se

destruye, sólo se transforma”. Existen múltiples manifestaciones de la energía asociada a los elementos de

un sistema; es fundamental, como paso previo antes de realizar un balance de energía, identificar y clasificar

cuidadosamente cada uno de los diferentes tipos de energía.

En las siguientes ecuaciones, mf es el gasto de combustible en kg/s, que se obtiene del formulario de los

datos que debe introducir el usuario.

ENERGÍAS DE ENTRADA:

Caudal de agua a la entrada (kg/s):

mwmwmwmw: es un incógnita que hay que calcular una vez que hayamos igualado las energías de entrada

con las de salida

Calor de combustión (kW):



e1 = mf * PCI

Calor sensible del combustible (kW):

e2 = mf * Cpc * Tec

Tec: Tª entrada del combustible (ºC)

Cpc: Cp del combustible (kJ / kg � ºC), obtenidos del formulario

Calor sensible del aire (kW):

e3 = mf * n * A0 * Tea

Tea: Tª entrada del aire

Calor latente de la humedad del aire ambiente (kJ/kg):

Ha = (597 + (0.45 * Tea)) * 4.18

Calor latente que acompaña al aire introducido (kW):

e4 = mf * n * A0 * humabs * Ha

Calor de entrada del agua de trabajo (kW):

e5 = mwmwmwmw * 4.18 * Tew

Tew: Tª de Entrada del agua, del formulario (ºC)

ENERGÍAS DE SALIDA:

Porcentaje de Purga:

H2Opurga = (%H2Opurga / 100) * mwmwmwmw

%H2Opurga: porcentaje en peso de purga introducido por el usuario en el formulario

Producción de vapor (kg/s):

mw v = mwmwmwmw * (1 – (%H2Opurga/100))

Tanto el porcentaje de purga como la producción de vapor dependen de la incógnita que aún debemos

despejar, mw, por tanto el cálculo de estos dos términos queda por determinar.

Calor de salida del vapor de trabajo (kW):

s9 = mwvmwvmwvmwv * Hsw

Hsw: Entalpía del Vapor a la Salida (Tª Referencia 25 ºC)(kJ/kg), del formulario)

Calor latente de la humedad debida a la que lleva el combustible más el aire primario (kJ/kg):

Hs = (597 + (0.45 * Tgs)) * 4.18

Tgs: Tª de gases salida, del formulario

Calor latente debido a la humedad de salida en humos (kW):

s0 = mf * (H2Ocomb + (n * A0 * humabs)) * Hs

Calor de humos secos (kW):

s1 = mf * mgs * Tgs

Calor en Residuo (kW):



s3 = mf * P * 1.546 * Tres

Tres: Tª del residuo, del formulario

Calor en purga de la caldera (kW):

s5 = H2Opurga * 4.18 * Tpurga

Tpurga: Tª de la purga, del formulario

Calor de inquemados (sólidos y gaseosos) (kW):

s8 = mf * PCI * (1 – (rendcomb / 100))

rendcomb: rendimiento de la combustión (%), del formulario.

Este es un parámetro que se define como:

( )%100⋅−−=PCI

PigPisPCIcombη

Pis: inquemados sólidos

Pig: inquemados gaseosos

Pérdidas por las paredes (kW) (depende de la forma de la caldera):

s4 = (Qconv + Qrad)

Qconv: calor por convección. Qrad: calor por radiación.

El cálculo de las pérdidas por paredes se detalla en el anexo 1.

Se tiene que cumplir:

e1 + e2 + e3 + e4 + e5 = s9 + s0 + s1 + s3 + s4 + s5 + s8

Dónde e5, s9 y s5 dependen de la incógnita, mwmwmwmw, que se despeja de la igualdad anterior.

Con el valor mwmwmwmw calculado, lo sustituimos el valor obtenido en las expresiones que definen las energías de

entrada: e1, e2, e3, e4, e5 y las de salida: s9, s0, s1, s3, s4, s5, s8.

El rendimiento de la caldera, expresado en porcentaje, lo calculamos como:

Rend = ((s9 – e5) / (e1 + e2 + e3 + e4)) * 100

Y la generación de vapor específica es:

gve = mwv / mf



2.1.2.1.2.1.2.1. MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS NATURALNATURALNATURALNATURAL

Para realizar el cálculo del rendimiento mejorado, debemos introducir de nuevo los datos de los gases de

salida porque una vez cambiado el combustible, varía la combustión y por tanto varía el balance de masas del

problema, además de la temperatura de salida de los gases. Los demás parámetros los supondremos iguales

en el proceso.

El objetivo es calcular el nuevo gasto de combustible en la instalación tras aplicar esta mejora, para así

recalcular el nuevo rendimiento.

Los datos de la composición del gas natural se cargarán de la base de datos:

PCI_gn = 49400 (kJ / kg combustible)

A0_gn (aire estequiométrico necesario) = 13.4 (kg aire / kg combustible)

C = 72.84 % en peso de la composición

N = 4.54 % en peso de la composición

H = 22.62 % en peso de la composición

P = 0.0 % en peso de la composición

S = 0.0 % en peso de la composición

O = 0.0 % en peso de la composición

Factor de emisiones = 2.1 (t CO2 / tep PCI)

Además de la composición, el usuario introduce nuevos datos en el formulario propio de la mejora para:

vco2_mej: % en volumen de CO2 a la salida

vo2_mej: % en volumen de O2 a la salida

Tec_mej: Tª entrada del combustible (ºC)

cpc_mej: Cp del combustible (kJ / kg � ºC)

Rendcomb_mej: rendimiento de la combustión (%)

Tgs_mej: Tª de gases salida

Éstos se sustituyen por los de la situación inicial donde corresponda y se calculan las energías de entrada y

salida como las mismas ecuaciones, dependiendo del gasto de combustible mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej, que consideraremos

como una variable que tenemos que calcular.

Para ello se aplica la ley de conservación de la energía, i.e., igualamos las energías de entrada y salida al

sistema:

e1 + e2 + e3 + e4 + e5 = s9 + s0 + s1 + s3 + s4 + s5 + s8

donde la única incógnita es mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej. Lo despejamos, y obtenemos un nuevo gasto de combustible, que

llamaremos mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej que en principio debe ser menor que el de la situación inicial.

Con mf_memf_memf_memf_mejjjj se calculan los valores de las energías y así el nuevo rendimiento, que denominaremos

Rend_mejRend_mejRend_mejRend_mej.

La generación de vapor específica se calcula como en la situación inicial:



gve = mwv / mf_mej

Para el estudiar los aspectos económicos relacionados con esta mejora, las ecuaciones que se siguen son las

siguientes:

Mejora de rendimiento térmico (%)

((Rend_Mej – Rend) / Rend) * 100

Ahorro de Combustible (tep PCI/h)

Ahorrocomb = ((mf * PCI) – (mf _mej * PCI_gn)) * 3600 / (4.18 * 10 ^ 7)

Ahorro de energía primaria (combustible) (tep PCI / año)

Ahorro de energía primaria = Ahorrocomb * FunAnu

FunAnu: Funcionamiento anual (h/año), del formulario

Reducción de emisiones (t CO2 / año):

Ahorro de energía primaria * Factor de emisión

Factor de Emisión: de CO2 (t CO2 / tep PCI) del combustible utilizado. Es un dato del

formulario inicial

La aplicación muestra valores para algunos combustibles, pero no para todos. Los combustibles de

los cuales se da sus factores de emisión de CO2 son Fuel Oil 1, Fuel Oil 2, Gas Natural, Gasóleo C,

Orujillo y Propano.

Ahorro económico (€ / año)

Ahorro de energía primaria * Coste energía ahorrada

Coste energía ahorrada (combustible) (€ / tep PCI) se obtiene del formulario

Período de retorno simple de la inversión (años)

Pay-Back Simple = Inversión necesaria / Ahorro económico

Inversión necesaria (euro) viene del formulario



2.2.2.2.2.2.2.2. MEJORA 2: INSTALACIÓMEJORA 2: INSTALACIÓMEJORA 2: INSTALACIÓMEJORA 2: INSTALACIÓN DE UN ECONOMIZADORN DE UN ECONOMIZADORN DE UN ECONOMIZADORN DE UN ECONOMIZADOR DE AGUADE AGUADE AGUADE AGUA

Para la resolución del nuevo problema energético vamos a realizar una serie de hipótesis:

• El rendimiento de la combustión se conserva.

• Se conservan las pérdidas por las paredes.

• La temperatura a la salida de la caldera también se conserva.

• Los datos de la situación inicial se conservan.

Para la resolución del nuevo problema energético, vamos a tomar un volumen de control que englobe a la

caldera y al economizador.

Tenemos una gran ventaja al haber calculado el balance de energía en función del combustible porque al no

haber cambiado nada referente a la combustión, el balance de materia no variará respecto a la situación

inicial.

Por tanto para poder realizar el cálculo del nuevo rendimiento vamos a calcular de nuevo las entradas y

salidas de nuestro nuevo volumen de control, sustituyendo la antigua temperatura de gases de salida

(Tgs(ºC)) por la actual temperatura de gases de salida del economizador (Tgsec(ºC)), que será introducida por

el usuario, obligándole a que sea menor que la antigua Tgs. Esto hará que varíe el calor de humos secos

(kW): s1 = mf * mgs * Tgsec de la situación inicial, y por tanto, tras plantear la ley de conservación de la

energía, se obtiene el nuevo gasto de combustible, mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej.

Con mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej se calculan los valores de las energías y así el nuevo rendimiento, que denominaremos



gve = mwv / mf_mej

Además, se incluyen otros cálculos de interés, como son el Calor útil recuperado con el Economizador:

QutilRec = mf * mgs * Tgs – mf _mej *mgs* Tgsec

Ahora, dividiendo por el caudal de agua a la entrada, mw, se obtiene la Temperatura de entrada de agua tras

la mejora:

Tentw_mej = Tew + QutilRec / mw

Siendo Tew, la temperatura de entrada del agua al sistema en la situación inicial.


siguientes:




Ahorrocomb = ((mf – mf _mej) * PCI) * 3600 / (4.18 * 10 ^ 7)

Ahorro de energía primaria (combustible)(tep PCI / año)








formulario inicial



Orujillo y Propano.









2.3.2.3.2.3.2.3. MEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓN DE UN RECUPERADORN DE UN RECUPERADORN DE UN RECUPERADORN DE UN RECUPERADOR

Para la resolución del nuevo problema energético vamos a realizar una serie de hipótesis que no difieren

mucho de la realidad y que sin embargo nos simplifica considerablemente el cálculo del nuevo rendimiento.

Las hipótesis son:



• La temperatura a la salida de la caldera también se conserva.



caldera y al recuperador.

Tenemos una gran ventaja al haber calculado el balance de energía en función del combustible porque al no

haber cambiado nada referente a la combustión, el balance de materia no variará respecto a la situación

inicial. Por tanto para poder realizar el cálculo del nuevo rendimiento vamos a calcular de nuevo las entradas

y salidas de nuestro nuevo volumen de control.

Necesitaremos los siguientes datos: temperatura de salida del recuperador Tgsrec (ºC) que sustituirá a la

antigua temperatura de gases de salida Tgs (ºC) que será introducida por el usuario, obligándole a que sea

menor que la Tgs.

Esto hará que varíe el calor de humos secos (kW): s1 = mf * mgs * Tgsec de la situación inicial, y por tanto,

tras plantear la ley de conservación de la energía, se obtiene el nuevo gasto de combustible, mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej.




gve = mwv / mf_mej


siguientes:




Ahorrocomb = ((mf – mf _mej) * PCI) * 3600 / (4.18 * 10 ^ 7)









formulario inicial



Orujillo y Propano.









2.4.2.4.2.4.2.4. MEJORA 4: CONTROL DEMEJORA 4: CONTROL DEMEJORA 4: CONTROL DEMEJORA 4: CONTROL DE LA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE COMBUSTIÓN)ETROS DE COMBUSTIÓN)ETROS DE COMBUSTIÓN)ETROS DE COMBUSTIÓN)

Esta mejora se basa en un parámetro llamada rendimiento de la combustión rendimiento de la combustión rendimiento de la combustión rendimiento de la combustión y que se puede definir como:

( )%100⋅−−=PCI

PigPisPCIcombη



Por tanto, si disminuimos las pérdidas que se producen por inquemados sólidos y gaseosos aumentamos el

rendimiento que se produce en la combustión y consecuentemente aumentamos el rendimiento de toda

nuestra instalación.

Para la elaboración del cálculo, vamos a suponer lo siguiente:


• Los datos de la situación inicial se conservan, exceptuando el rendimiento de la combustión,

la temperatura de salida de humos, el porcentaje en volumen de CO2 a la salida y el

porcentaje en volumen de O2 a la salida.

El usuario introduce nuevos datos en el formulario propio de la mejora para:

rendcomb_mej: rendimiento de la combustión (%)





salida con las mismas ecuaciones, dependiendo del gasto de combustible mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej, que consideraremos como

una variable que tenemos que calcular.


sistema:

e1 + e2 + e3 + e4 + e5 = s9 + s0 + s1 + s3 + s4 + s5 + s8




Rend_mRend_mRend_mRend_mejejejej.


gve = mwv / mf_mej


siguientes:






Ahorrocomb = ((mf – mf _mej)* PCI) * 3600 / (4.18 * 10 ^ 7)







formulario inicial



Orujillo y Propano.









2.5.2.5.2.5.2.5. MEJORA 5: RECUPMEJORA 5: RECUPMEJORA 5: RECUPMEJORA 5: RECUPERACIÓN DEL CALOR DEERACIÓN DEL CALOR DEERACIÓN DEL CALOR DEERACIÓN DEL CALOR DE PURGASPURGASPURGASPURGAS

Para el caso que nos ocupa hacemos la hipótesis de una sola purga del circuito de salida la cual se

aprovechará en algún proceso, recirculando líquido de sobra por el depósito flash a una presión de flash

inferior, produciendo una revaporización enviando ésta a procesos.

También suponemos que se conservan todos lo parámetros de la situación inicial a excepción de los datos

que introducimos a continuación.

Para poder realizar el cálculo de la mejora el usuario debe introducir como datos:

Porcflash: Porcentaje de vaporizado en el depósito flash (%)

Hvflash: Entalpía de vaporización a la presión del flash (kJ / kg)

Tflash: Tª saturación en el flash (ºC)

Tsalint: Tª de la corriente del flash a la salida del intercambiador (ºC)

rendint: Rendimiento del intercambiador (%)

El objetivo es calcular el calor aprovechado del depósito flash que podrá ser utilizado posteriormente,

mientras que el rendimiento de la caldera no cambia respecto a la situación inicial.

Los cálculos que se llevan a cabo son:

Gasto de vapor flash (kg/s):

mvpurga = H2Opurga * (porcflasg / 100)

Gasto de líquido flash (kg/s):

mfpurga = H2Opurga * (1 – (porcflasg / 100))

Potencia Calorífica aprovechada del líquido flash (kW):

Qaprovliq = mfpurga * 4.18 * (Tflash – Tsalint) * (rendint / 100)

Potencia Calorífica recuperada en el flash (kW):

Qrecupflash = (mvpurga * Hvflash) + Qaprovliq

Entonces al ahorro que podemos conseguir al aplicarle esta mejora a nuestra instalación se calcula así:

Ahorro de combustible (kg combus / s):

Ahorrocomb = Qrecupflash / (((e1 + e2 + e3)/mf) * (Rend / 100))

Entonces, en este caso el nuevo gasto de combustible después de haber aplicado la mejora será:

mf_mej = mf – Ahorrocomb

Como se dijo anteriormente, el rendimiento de la caldera será el mismo que el de la situación inicial.

La generación de vapor específica es gve = mw / mf_mej

En cuanto a los aspectos económicos, el estudio es el siguiente:











formulario inicial



Orujillo y Propano.



Coste energía ahorrada (combustible) ( € / tep PCI) se obtiene del formulario






2.6.2.6.2.6.2.6. MEJORA 6: RECUPERACIMEJORA 6: RECUPERACIMEJORA 6: RECUPERACIMEJORA 6: RECUPERACIÓN DE CONDENSADOSÓN DE CONDENSADOSÓN DE CONDENSADOSÓN DE CONDENSADOS

Para poder tener el caso más general, vamos a hacer la hipótesis de que el calor del condensado lo vamos a

recuperar mediante una red de retorno de condensados. Estos condensados se van a recuperar a una presión

inferior a la de salida del vapor. Por lo que se unirá todo en un depósito flash para uniformizar las corrientes

en una sola que entra en la caldera, por tanto se transforma en un aumento de la temperatura de entrada del

agua a la caldera, por lo que daremos una potencia útil menor y por tanto disminuirá el gasto de combustible.

Así, el dato que nos tiene que facilitar el usuario es el valor de la temperatura de entrada del agua a la caldera

(Tew_mej), que, por lo dicho anteriormente, se le obliga a que sea mayor que la Tew de la situación inicial.

Sustituyendo es valor de este parámetro en la ecuación del cálculo de la energía de entrada al sistema:

e5 = mwmwmwmw * 4.18 * Tew

El resto de energías de entrada y salida al sistema se plantean como en la situación inicial tomando el gasto

de combustible como una variable que tenemos que calcular.

Para recalcular el valor del gasto de combustible en la situación mejorada, mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej, planteamos la igualdad

e1 + e2 + e3 + e4 + e5 = s9 + s0 + s1 + s3 + s4 + s5 + s8

y despejamos el valor de mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej.

Con mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej se calculan los valores de las.

El rendimiento de la instalación no varía respecto a la situación inicial.


gve = mwv / mf_mej


siguientes:









formulario inicial



Orujillo y Propano.





3.3.3.3. HORNOSHORNOSHORNOSHORNOS Al realizar una auditoria energética, lo primero que tenemos que plantear son las ecuaciones de balance de

masa. Para ello lo primero que vamos a hacer es, a partir del análisis elemental e inmediato del combustible,

pasar la base de cálculo de seca a húmeda haciendo las siguientes hipótesis:




En la realización de nuestro proceso de cálculo vamos a hacer las hipótesis de combustión completa (no

existen ni carbono residual ni inquemados sólidos).




La composición de los combustibles se carga de una base de datos, así como el PCI (kJ/kg combustible) y el

A0 (aire estequiométrico necesario) (kg aire/ kgcombustible) que se almacenan para ser utilizados a la hora

de realizar los cálculos. También se carga el factor de emisiones de CO2 (t CO2 / tep PCI) del combustible

seleccionado.





A0 = 29 * (100/21) * OT








C = (C’ / 100) * (1 - (ω / 100))



N’ en % en peso de la composición obtenido del formulario



P = (P’ /100) * (1 – (ω / 100))



H2Ocomb = (ω / 100)+ (9/8)*(O’/100)*(1 - (ω / 100))



Hd = (H’ / 100) * (1 - (ω / 100)) - (1/8) * (O’/ 100)*(1 - (ω / 100))




OT = C / 12 + S / 32 + Hd / 4


ngs = (C * 100) / (12 * vco2)

vco2 es % en volumen de CO2 a la salida, obtenido del formulario

Índice de exceso de aire:

n = ((vo2 * ngs) / (OT * 100)) + 1)

vo2 es el % en volumen de O2 a la salida, obtenido del formulario




mgs = (3.66 * C) + 2 * S + ((n-1) * OT *. 32) + (105.33 * n * OT) + N

Para calcular la humedad que se pierde a lo largo del proceso se realizan las siguientes operaciones:

Caudal de producto a hornear en base seca a la entrada (kg/s)

mhorbse = mhorent * (1- (ωe / 100))

mhorent: caudal de producto a hornear a la entrada en base húmeda (kg/s), dato del formulario ωe: humedad del producto a la entrada (%), dato del formulario

Caudal de producto horneado en base seca a la salida en (kg/s)

mhorbss = mhorsal * (1 – (ωs/100))

mhorent: caudal de producto horneado a la salida en base húmeda (kg/s), dato del formulario ωe: humedad del producto a la salida (%), dato del formulario

Caudal de agua que se van con los gases

mwhgs = (mhorent – mhorsal) / mf

mf: gasto de combustible (kg/s), dato del formulario

Masa de vapor de agua por kg. combustible

mv = 9 * Hd + H2Ocomb + mwhgs + (n * A0 * humabs)




de energías. Para ello, debemos aplicar la ley de la conservación de la energía: “la energía ni se crea ni se

destruye, sólo se transforma”. Existen múltiples manifestaciones de la energía asociada a los elementos de

un sistema; es fundamental, como paso previo antes de realizar un balance de energía, identificar y clasificar

cuidadosamente cada uno de los diferentes tipos de energía.



POTENCIAS DE ENTRADA:

Calor de combustión (kW)

e1 = mf * PCI

Calor sensible del combustible (kW)

e2 = mf * Cpc * Tec


Cpc: Cp del combustible (kJ / kg ºC), obtenidos del formulario

Calor latente de la humedad del aire de entrada (kJ/kg):

Ha = (597 + (0.45 * Tea)) * 4.18

Calor latente de la humedad del aire (kW)


Calor sensible del aire (kW)

e4 = mf * n * A0 * Tea

Tea: Tª entrada del aire

Potencia eléctrica de apoyo (kW)

e5 = Pelec, dato del formulario que debe introducir el usuario

Calor sensible a la entrada de los soportes (kW)

e6 = Pv * N * Cp * Tent / 3600

Pv: peso de los soportes (kg), dato del formulario

N: número de soportes por hora

Cp: calor específico de los soportes (kJ/kg�ºC)

Tent: Tª de entrada de los soportes (ºC), obtenidos del formulario

Calor sensible de entrada del fluido de refrigeración (kW)

e7 = mrefr * Cperefr * Terefr

mrefr: gasto del fluido de refrigeración (aire) (kg /s)

Terefr: Tª de entrada del fluido de refrigeración (ºC)



Cperefr: Cp del fluido refrigerante a la entrada (kJ/ kg � ºC)

Todos introducidos por el usuario en el formulario.

Calor latente de la humedad del fluido de refrigeración (kJ/kg) a la entrada

Herefr = (597 + (0.45 * Terefr)) * 4.18

Calor latente del agua que trae el aire de refrigeración (kW)

e8 = mrefr * humabsrefr * Herefr

humabsrefr: humedad absoluta del fluido de refrigeración a la entrada (kg agua/kg aire

seco), dato del formulario

Calor sensible de entrada del producto seco (kW)

e9 = mhorbse * Cphorbs * Tentp

Cphorbs: Cp del producto en base seca (kJ/kg�ºC)

Tentp: Tª de entrada del producto a hornear (ºC)

Calor que acompaña al agua del producto a hornear a la entrada (kW)

e10 = mhorent * (ωe / 100) * 4.18 * Tentp

POTENCIAS DE SALIDA:

Calor de humos secos (kW)

s1 = mf * mgs * Tgs


Calor latente de la humedad de los gases de salida (kJ / kg comb)

Hgs = (597 + (0.45 * Tgs)) * 4.18

Calor latente de los humos de combustión (kW)

s2 = mf * (H2Ocomb + mwhgs + (n * A0 * humabs)) * Hgs

Calor sensible a la salida de vagonetas (kW)

s3 = Pv * N * Cp * Tsal / 3600

Tsal: Tª de los soportes a la salida (ºC)

Calor sensible de salida del producto seco (kW)

s4 = mhorbss * Cphorbs * Tsalp

Tsalp: Tª de salida del producto horneado (ºC)

Calor en residuo en (kW)

s5 = mf * P * 1.546 * Tres

Tres: Tª del residuo, del formulario

Calor que acompaña al agua del producto horneado a la salida (kW)

s6 = mhorsal * (ωs / 100) * 4.18 * Tsalp



Calor de inquemados (kW)

s7 = mf * PCI * (1 – (rendcomb / 100))



( )%100⋅−−=PCI

PigPisPCIcombη



Calor sensible de salida del fluido de refrigeración (kW)

s8 = mrefr * Cpsrefr * Tsrefr

Terefr: Tª de salida del fluido de refrigeración (ºC)

Cperefr: Cp del fluido refrigerante a la salida (kJ/ kg � ºC)

Datos del formulario

Calor latente de la humedad del fluido de refrigeración (kJ/kg) a la salida

Hsrefr = (597 + (0.45 * Tsrefr)) * 4.18

Tsrefr: Tª del fluido refrigerante a la salida (ªC)

Calor latente del agua que lleva el fluido de refrigeración (kW)

s9 = mrefr * humabsrefr * Hsrefr

humabsrefr: humedad absoluta del fluido de refrigeración a la salida (kg agua/kg aire seco),

dato del formulario

Pérdidas de calor sensible por apertura (kW)

s10 = maper * Taper

maper: gasto de los gases de escape por las aperturas (kg/s)

Taper: Tª de salida de los escapes por las aperturas (ºC)

Pérdidas al fuego por descarbonatación o pérdidas por transformación (KW)

s11 = (mhorbss – mhorbse) * Cph * Tph

Cph: Cp de las pérdidas al fuego (kJ/kg�K)

Tph: Tª de las pérdidas al fuego (ºC)

Pérdidas por paredes (kW) (depende de la forma del horno): (ver anexo 1)(ver anexo 1)(ver anexo 1)(ver anexo 1)

s12 = (Qconv + Qrad)


Calor de reacción (kW)

s13 = mhorsal * Qreac

Qreac: calor de reacción (kJ/kg), dato del formulario



Puede ser endotérmico(+) o exotérmico (-)

Calor de cierre (kW)

La última de las energías de salida vamos a llamarla calor de cierre, que es aquella que cierra el balance:

• Si Σ entrada es mayor que Σ salida:

o s14 = Qcierre = Σ entrada - Σ salida

o e11 = 0

• Si Σ salida es mayor que Σ entrada:

o e11 = Qcierre = Σ salida - Σ entrada

o s14 = 0

Este calor de cierre no puede ser superior al 10 % de la suma entrada, si así fuera tendría volver a la página

de introducción de datos y que el usuario vuelva a introducir los datos de entrada hasta que se cumpla dicha

condición.


e1 + e2 + e3 + e4 + e5 + e6 + e7 + e8 + e9 + e10 + e11 =

s1 + s2 + s3 + s4 + s5 + s6 + s7 + s8 + s9 + s10 + s11 + s12 + s13 + s14

El cálculo del rendimiento se realiza por la siguiente ecuación:

Rend = ((|S13| + (S8 – E7)) / E1) * 100

Siendo:

S13 = s13 / mf = mhorsal * Qreac / mf

S8 = s8 / mf = mrefr * Cpsrefr * Tsrefr / mf

E7 = e7 / mf = mrefr * Cperefr * Terefr / mf

E1 = e1 / mf = PCI

La producción específica es: ge = mhorsal / mf



3.1.3.1.3.1.3.1. MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS COMBUSTIBLE POR GAS NATURALNATURALNATURALNATURAL




en el proceso.

El objetivo es calcular el nuevo gasto de combustible en la instalación tras aplicar esta mejora, para así

recalcular el nuevo rendimiento.






















sistema:

e1 + e2 + e3 + e4 + e5 + e6 + e7 + e8 + e9 + e10 + e11 =

s1 + s2 + s3 + s4 + s5 + s6 + s7 + s8 + s9 + s10 + s11 + s12 + s13 + s14

dónde la única incógnita es mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej. Lo despejamos, y obtenemos un nuevo gasto de combustible, que


Con mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej se calculan los valores de las energías.

Para calcular el rendimiento tras la mejora, la ecuación que se sigue es la siguiente:



Rend_mej = [((|S13| + (S8 – E7))*mfmfmfmf ) / (E1*mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej) ]* 100

Siendo:




E1 = e1 / mf = PCI

La producción específica es ge = mhorsal / mf_mej


siguientes:


((Rend_mej – Rend) / Rend) * 100









formulario inicial



Orujillo y Propano.









3.2.3.2.3.2.3.2. MEJORA 2: GENERACIÓNMEJORA 2: GENERACIÓNMEJORA 2: GENERACIÓNMEJORA 2: GENERACIÓN DE FLUIDO TÉRMICODE FLUIDO TÉRMICODE FLUIDO TÉRMICODE FLUIDO TÉRMICO

Con esta mejora lo que se pretende es aprovechar el calor de los gases de salida para calentar un fluido

térmico (vapor), haciendo que esté caliente a su vez el producto a hornear, de esta forma aprovechamos el

calor que se va con los gases de salida por el hecho de estar a una temperatura superior a la del fluido.

Los cálculos que se realizan son los siguientes:

Calor aprovechado respecto al rendimiento de generación de fluido térmico (kW)

Qaprov = (rendgen / 100) * e1

rendgen: rendimiento de generación del fluido térmico (%), del formulario

e1 = mf * PCI, calor de combustión (kW) calculado en el balance de la situación inicial

Gasto de fluido térmico en (kg/s)

mfluido = Qaprov / ((Hfluidosal – Hfluidoent) * (rendint / 100))

Hfluidoent: entalpía del fluido térmico a la entrada del intercambiador (kJ / kg)

Hfluidosal: entalpía del fluido térmico a la salida del intercambiador (kJ/kg)

rendint: rendimiento del intercambiador (%)

todos los datos introducidos por el usuario

Para esta mejora, el ahorro de combustible que se produce al aplicarla se calcula como sigue:

Ahorro de combustible (kg combus / s)

Ahorrocomb = Qaprov / (PCI * (Rend / 100))

Y el gasto de combustible cuando aplicamos la mejora será:

mf_mej = mf – Ahorrocomb

El rendimiento del horno será el mismo que el de la situación inicial.

La producción específica es: ge = mhorsal / mf_mej

En cuanto a los aspectos económicos, el estudio es el siguiente:









formulario inicial





Orujillo y Propano.



Coste energía ahorrada (combustible)(€ / tep PCI) se obtiene del formulario






3.3.3.3.3.3.3.3. MEJORA 3: SUSTITUCIÓMEJORA 3: SUSTITUCIÓMEJORA 3: SUSTITUCIÓMEJORA 3: SUSTITUCIÓN DE HORNO POR OTRO N DE HORNO POR OTRO N DE HORNO POR OTRO N DE HORNO POR OTRO MÁS EFICIENTEMÁS EFICIENTEMÁS EFICIENTEMÁS EFICIENTE

El desarrollo de esta mejora es simplemente introducir de nuevo los parámetros de nuestro balance y volver a

calcular el rendimiento del sistema. De todos los datos que hay que introducir, hay algunos que son iguales

que los de la situación inicial. Concretamente son:

- Caudal de Producto a hornear en base húmeda a la Entrada (kg/s)

- Caudal de Producto horneado en base húmeda a la Salida (kg/s)

- Humedad de Entrada del Producto a Hornear (%)

- Humedad de Salida del Producto a Hornear (%)

- Calor de Reacción (kJ/kg)

- Temperatura Ambiente (ºC)

Los demás datos los debe introducir de nuevo el usuario.





sistema:

e1 + e2 + e3 + e4 + e5 + e6 + e7 + e8 + e9 + e10 + e11 =

s1 + s2 + s3 + s4 + s5 + s6 + s7 + s8 + s9 + s10 + s11 + s12 + s13 + s14

donde la única incognita es mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej. Lo despejamos, y obtenemos un nuevo gasto de combustible, que

llamaremos mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej (que en principio debe ser menor que el de la situación inicial).




Siendo:




E1 = e1 / mf = PCI



siguientes:











Ahorro de energía primaria / Factor de emisión


formulario inicial



Orujillo y Propano.









3.4.3.4.3.4.3.4. MEJORA 4: REDUCCIÓN MEJORA 4: REDUCCIÓN MEJORA 4: REDUCCIÓN MEJORA 4: REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS POR LAS DE PÉRDIDAS POR LAS DE PÉRDIDAS POR LAS DE PÉRDIDAS POR LAS PAREDESPAREDESPAREDESPAREDES

Con este mejora lo que se pretende es disminuir las pérdidas que se producen por la envolvente del horno, es

decir, disminuir las pérdidas producidas por la paredes del sistema. Para ello lo que haremos es variar las

propiedades del material refractario.

Para realizar el motor de cálculo de esta mejora la única energía que variaría respecto a la situación inicial

sería la de las perdidas por las paredes (s12), disminuyendo.

El usuario debe introducir nuevos valores para los campos relativos a las temperaturas de las superficies del

horno, que según la forma que éste tenga, las temperaturas en cuestión serán algunas de las siguientes:

- Tª de Tapa de Quemadores (ºC)

- Tª de Tapa de Salida de Humos (ºC)

- Tª de Superficie Superior (ºC)

- Tª de Generatriz Cilíndrica (ºC)

- Tª de Superficie Lateral (ºC)

Éstos se sustituyen por los de la situación inicial donde corresponda (ver anexo 1)(ver anexo 1)(ver anexo 1)(ver anexo 1) y se calculan las energías

de entrada y salida como las mismas ecuaciones, dependiendo del gasto de combustible mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej, que

consideraremos como una variable que tenemos que calcular.


sistema:

e1 + e2 + e3 + e4 + e5 + e6 + e7 + e8 + e9 + e10 + e11 =

s1 + s2 + s3 + s4 + s5 + s6 + s7 + s8 + s9 + s10 + s11 + s12 + s13 + s14






Siendo:




E1 = e1 / mf = PCI



siguientes:













formulario inicial



Orujillo y Propano.









3.5.3.5.3.5.3.5. MEJORA 5: PRECALENTAMEJORA 5: PRECALENTAMEJORA 5: PRECALENTAMEJORA 5: PRECALENTAMIENTO DE LA CARGA CMIENTO DE LA CARGA CMIENTO DE LA CARGA CMIENTO DE LA CARGA CON ENERGÍA RESIDUAL ON ENERGÍA RESIDUAL ON ENERGÍA RESIDUAL ON ENERGÍA RESIDUAL DE GASES DE SALIDADE GASES DE SALIDADE GASES DE SALIDADE GASES DE SALIDA

Primero deberíamos realizar un balance al recuperador para hallar tanto la temperatura de entrada del aire

primario al horno propiamente dicho, y una vez calculada esta temperatura se realiza el balance del horno

exactamente igual que en la situación inicial, por lo que todo se reduce al balance del recuperador. Hacemos

la hipótesis de que la temperatura de salida de los gases del horno permanece constante respecto de la

situación inicial.

Los cálculos llevados a cabo son los siguientes:

Energía a la salida del horno de los gases de salida en (kW)

Qhumos = (s1 + s2)

s1 = mf * mgs * Tgs, Calor de humos secos (kW)

s2 = mf * (H2Ocomb + mwhgs + (n * A0 * humabs)) * Hgs, Calor latente de los humos de

combustión (kW)

Hgs = (597 + (0.45 * Tgs)) * 4.18 (Calor latente de la humedad de los gases de salida (kJ/kg

comb))

Tgs: Tª de gases de salida de la situación inicial

Todos calculados en el balance inicial

Calor recuperado y transmitido al aire primario de salida (kW)

Qrecuperado = Qhumos * (rendrec / 100)

rendrec: rendimiento del recuperador (%), dato del formulario

Calor latente de la humedad de los gases de salida del recuperador (kJ/kg comb)

Hgsrec = (597 + (0.45 * Tgsrec)) * 4.18

Tgsrec: Tª de gases salida del recuperador (ºC), dato del formulario

Nueva temperatura de entrada de aire al horno (ºC)

Tec = Tea + [Qhumos – mf * (mgs * Tgsrec + (H2Ocomb + mwhgs + (n * A0 * humabs)) * Hgsrec)] /

(n �A0)

Este valor sustituye a la antigua Tª de entrada del aire (Tea (ºC)). Se calculan las energías de entrada y salida

como las mismas ecuaciones, dependiendo del gasto de combustible mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej, que consideraremos como una

variable que tenemos que calcular.


sistema:

e1 + e2 + e3 + e4 + e5 + e6 + e7 + e8 + e9 + e10 + e11 =

s1 + s2 + s3 + s4 + s5 + s6 + s7 + s8 + s9 + s10 + s11 + s12 + s13 + s14








Siendo:




E1 = e1 / mf = PCI



siguientes:











formulario inicial



Orujillo y Propano.









3.6.3.6.3.6.3.6. MEJORA 6: PRECALENTAMEJORA 6: PRECALENTAMEJORA 6: PRECALENTAMEJORA 6: PRECALENTAMIENTO DEL AIRE DE CMIENTO DEL AIRE DE CMIENTO DEL AIRE DE CMIENTO DEL AIRE DE COMBUSTIÓN CON LOS GAOMBUSTIÓN CON LOS GAOMBUSTIÓN CON LOS GAOMBUSTIÓN CON LOS GASES DE SALIDASES DE SALIDASES DE SALIDASES DE SALIDA

Primero deberíamos realizar un balance al recuperador para hallar tanto la temperatura de entrada del aire

primario al horno propiamente dicho, y una vez calculada esta temperatura se realiza el balance del horno

exactamente igual que en la situación inicial, por lo que todo se reduce al balance del recuperador. Hacemos

la hipótesis de que la temperatura de salida de los gases del horno permanece constante respecto de la

situación inicial.

Los cálculos llevados a cabo son los siguientes:

Energía a la salida del horno de los gases de salida en (kW)

Qhumos = (s1 + s2)

s1 = mf * mgs * Tgs, Calor de humos secos (kW)

s2 = mf * (H2Ocomb + mwhgs + (n * A0 * humabs)) * Hgs, Calor latente de los humos de

combustión (kW)

Hgs = (597 + (0.45 * Tgs)) * 4.18 (Calor latente de la humedad de los gases de salida (kJ/kg

comb))

Tgs: Tª de gases de salida de la situación inicial

Todos calculados en el balance inicial

Calor recuperado y transmitido al aire primario de salida (kW)

Qrecuperado = Qhumos * (rendrec / 100)

rendrec: rendimiento del recuperador (%), dato del formulario

Calor latente de la humedad de los gases de salida del recuperador (kJ/kg comb)

Hgsrec = (597 + (0.45 * Tgsrec)) * 4.18

Tgsrec: Tª de gases salida del recuperador (ºC), dato del formulario

Nueva temperatura de entrada de aire al horno (ºC)

Tec = Tea + [Qhumos – mf * (mgs * Tgsrec + (H2Ocomb + mwhgs + (n * A0 * humabs)) * Hgsrec)] /

(n �A0)

Este valor sustituye a la antigua Tª de entrada del aire (Tea (ºC)). Se calculan las energías de entrada y salida

como las mismas ecuaciones, dependiendo del gasto de combustible mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej, que consideraremos como una

variable que tenemos que calcular.


sistema:

e1 + e2 + e3 + e4 + e5 + e6 + e7 + e8 + e9 + e10 + e11 =

s1 + s2 + s3 + s4 + s5 + s6 + s7 + s8 + s9 + s10 + s11 + s12 + s13 + s14








Siendo:




E1 = e1 / mf = PCI



siguientes:











formulario inicial



Orujillo y Propano.









4.4.4.4. SECADEROSSECADEROSSECADEROSSECADEROS Las auditorías para los secaderos están basadas en el siguiente planteamiento para el balance de energías:

∑++∆=++ PérdidasPHPPP utilproductoundarioaireaireecombustibl sec

dónde la potencia útil será la energía necesaria para evaporar la humedad del producto, es decir, será la

energía latente de vaporización del agua por el caudal de agua en vahos procedente de la humedad del

producto a secar.

El usuario puede elegir si el secadero es de tipo directo o indirecto, habiendo algunas diferencias en la forma

de realizar los cálculos según se trate de un tipo u otro.

Vamos a utilizar como volumen de control el que engloba tanto al secadero como a la cámara de combustión

Hay partes del cálculo que sí son comunes a ambos, como es el estudio de la composición del combustible

que se vaya a utilizar.

Al realizar una auditoria energética, lo primero que tenemos que plantear son las ecuaciones de balance de

masa. Para ello vamos a hacer el análisis elemental e inmediato del combustible, pasar la base de cálculo de

seca a húmeda haciendo las siguientes hipótesis:







La composición de los combustibles se carga de una base de datos, así como el PCI (kJ / kg combustible) y

el A0 (aire estequiométrico necesario) (kg aire / kg combustible) que se almacenan para ser utilizados a la

hora de realizar los cálculos. También se carga el factor de emisiones de CO2 (t CO2 / tep PCI) del combustible

seleccionado.





A0 = 29 * (100/21) * OT










C = (C’ / 100) * (1 - (ω / 100))






H2Ocomb = (ω / 100)+ (9/8)*(O’/100)*(1 - (ω / 100))



Hd = (H’ / 100) * (1 - (ω / 100)) - (1/8) * (O’/ 100)*(1 - (ω / 100))


Los cálculos que se realizan para el balance de materia son las siguientes, según el tipo de secadero:

� Secadero Directo:


OT = C / 12 + S / 32 + Hd / 4


ngs = (C * 100) / (12 * vco2)


Índice de exceso de aire (engloba el primario y el secundario):

m = ((vo2 * ngs) / (OT * 100)) + 1)





mgs = (3.66 * C) + 2 * S + ((n-1) * OT *. 32) + (105.33 * n * OT) + N


Caudal de producto en base seca (kg/s)



mpseco = mpe * (1 – (ωe/100))

mpe: el caudal de producto a secar en base húmeda a la entrada (kg/s) ωe: humedad del producto a la entrada (%), datos del formulario

Caudal de producto a salida base húmeda (kg/s)

mps = mpseco / (1 – (ωs / 100))

mpseco: el caudal de producto a secar en base húmeda a la salida (kg/s) ωs: humedad del producto a la salida (%), datos del formulario

Caudal de vahos eliminados del producto por kg de combustible

mvahos = (mpe – mps) / mf

mf: gasto de combustible (kg/s)

Por último, para completar es estudio del balance de materia, se calcula el caudal de aire secundario:

Gasto de aire secundario húmedo por kg de combustible

mairesech = (m – n) * OT * 28.84

n: índice de exceso de aire primario, introducido por el usuario


de energías.





e1 = mf * PCI


e2 = mf * Cpc * Tec




e3 = mf * m * A0 * Tea

Tea: Tª de entrada del aire de combustión (ºC)


Ha = (597 + (0.45 * Tea)) * 4.18


e4 = mf * m * A0 * humabs * Ha



humabs: humedad absoluta del aire (kg agua / kg aire seco), introducida por el usuario

Calor sensible del agua que entra con el producto seco (kW)

e5 = mpe * (ωe/100) * 4.18 * Tent

Tent : Tª de entrada de producto a secar (ºC)

Calor sensible de entrada del producto a secar (kW)

e6 = mpseco * Cpprd * Tent

Cpprd: calor específico del producto a secar (kJ / kg�ºC)


Calor sensible salida del producto a secar (kW)

s1 = mpseco * Cpprd * Tsal

Tsal: Tª de salida del producto secado (ºC)


s2 = mf * mgs * Tgs


Calor latente de la humedad debida a la que lleva el combustible más el aire primario (kJ / kg comb)

Hs = (597 + (0.45 * Tgs)) * 4.18

Calor latente que acompaña a los gases de salida menos la evacuada del producto por unidad de

combustible (kW)

s3 = mf * (H2Ocomb + mwhgs + (m * A0 * humabs)) * Hs

Calor latente del agua evaporada del producto (kW)

s4 = mf * mvahos * Hs

Calor en residuo (kW)

s5 = mf * P * 1.546 * Tres

Tres: Tª del residuo (ºC), del formulario


s6 = mf * PCI * (1 – (rendcomb / 100))



( )%100⋅−−=PCI

PigPisPCIcombη



Calor sensible del agua que sale con el producto seco a la salida en (kW)

s7 = mps * (ωs/100) * 4.18 * Tsal



Pérdidas por paredes (kW) (depende de la forma del secadero) (ver anexo 1ver anexo 1ver anexo 1ver anexo 1)

s8 = (Qconv + Qrad)






o e7 = 0



o s9 = 0



condición.


e1 + e2 + e3 + e4 + e5 + e6 + e7 = s1 + s2 + s3 + s4 + s5 + s6 + s7 + s8 + s9


Rend = (s4 / (e1 + e2 + e3 + e4 + e5 + e6 + e7)) * 100

La potencia útil es s4 = mf * mvahos * Hs

La generación de secado específica es: ge = mvahos

� Secadero Indirecto:


OT = C / 12 + S / 32 + Hd / 4


ngs = (C * 100) / (12 * vco2)


Índice de exceso de aire primario:

n = ((vo2 * ngs) / (OT * 100)) + 1)





mgs = (3.66 * C) + 2 * S + ((n-1) * OT *. 32) + (105.33 * n * OT) + N




Caudal de producto en base seca (kg/s)

mpseco = mpe * (1 – (ωe/100))

mpe: el caudal de producto a secar en base húmeda a la entrada (kg/s) ωe: humedad del producto a la entrada (%), datos del formulario

Caudal de producto a salida base húmeda (kg/s)

mps = mpseco / (1 – (ωs / 100))

mpseco: el caudal de producto a secar en base húmeda a la salida (kg/s) ωs: humedad del producto a la salida (%), datos del formulario

Caudal de vahos eliminados del producto por kg de combustible

mvahos = (mpe – mps) / mf

mf: gasto de combustible (kg/s)

Por último, para completar es estudio del balance de materia, se calcula el caudal de aire secundario. En el

caso del secadero indirecto, el usuario debe introducir los valores de los siguientes parámetros:

- Tes: temperatura de entrada de aire secundario (ºC)

- humabsas: humedad absoluta del aire secundario (kg agua / kg aire seco)

- mairesech: caudal de aire secundario a la entrada (kg aire/kg comb)

- Tsvahos: Tª de salida de vahos (ºC)


de energías.





e1 = mf * PCI


e2 = mf * Cpc * Tec




e3 = mf * n * A0 * Tea

Tea: Tª de entrada del aire de combustión (ºC)


Ha = (597 + (0.45 * Tea)) * 4.18





humabs: humedad absoluta del aire (kg agua / kg aire seco), introducida por el usuario

Calor sensible del agua que entra con el producto seco (kW)

e5 = mpe * (ωe/100) * 4.18 * Tent

Tent : Tª de entrada de producto a secar (ºC)

Calor sensible de entrada del producto a secar (kW)

e6 = mpseco * Cpprd * Tent

Cpprd: calor específico del producto a secar (kJ / kg�ºC)

Calor sensible entrada aire secundario (kW)

e7 = mf * mairesech * (1 – humabsas) * Tes

Tes: Tª de entrada del aire secundario (ºC)

(Cp = 1 kJ / kg � ºC)

Calor latente de la humedad del aire secundario a la entrada (kJ /kg)

Hase = (597 + (0.45 * Tes)) * 4.18

Calor latente del aire secundario a la entrada (kW)

e8 = mf * mairesech * humabsas * Hase


Calor sensible salida del producto a secar (kW)

s1 = mpseco * Cpprd * Tsal

Tsal: Tª de salida del producto secado (ºC)


s2 = mf * mgs * Tgs


Calor latente de la humedad debida a la que lleva el combustible más el aire primario (kJ / kg comb)

Hs = (597 + (0.45 * Tgs)) * 4.18


combustible (kW)

s3 = mf * (H2Ocomb + mwhgs + (n * A0 * humabs)) * Hass

Calor latente del agua evaporada del producto (kW)

s4 = mf * mvahos * Hs

Calor en residuo (kW)

s5 = mf * P * 1.546 * Tres

Tres: Tª del residuo (ºC), del formulario




s6 = mf * PCI * (1 – (rendcomb / 100))



( )%100⋅−−=PCI

PigPisPCIcombη



Calor sensible del agua que sale con el producto seco a la salida en (kW)

s7 = mps * (ωs/100) * 4.18 * Tsal

Pérdidas por paredes (kW) (depende de la forma del secadero) (ver anexo 1ver anexo 1ver anexo 1ver anexo 1)

s8 = (Qconv + Qrad)


Calor sensible del aire secundario a la salida (kW)

s9 = mf * mairesech * (1 – humabsas) * Tvahos

Calor latente de la humedad del aire secundario a la salida (kJ/kg)

Hass = (597 + (0.45 * Tvahos)) * 4.18

Calor latente de la humedad del aire (kW)

s10 = mf * mairesech * humabsas * Hass

Calor latente de agua evaporada del producto (kW)

s11 = mf * mvahos * Hass





o e9 = 0



o s12 = 0



condición.


e1 + e2 + e3 + e4 + e5 + e6 + e7 + e8 + e9 =

s1 + s2 + s3 + s4 + s5 + s6 + s7 + s8 + s9 + s10 + s11 + s12




Rend = (s11 / (e1 + e2 + e3 + e4 + e5 + e6 + e7 + e8 + e9)) * 100

La potencia útil es s11 = mf * mvahos * Hass

La generación de secado específica es: ge = mvahos



4.1.4.1.4.1.4.1. MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE MEJORA 1: CAMBIO DE COCOCOCOMBUSTIBLE POR GAS NAMBUSTIBLE POR GAS NAMBUSTIBLE POR GAS NAMBUSTIBLE POR GAS NATURALTURALTURALTURAL




en el proceso.

El objetivo es calcular el nuevo gasto de combustible en la instalación tras aplicar esta mejora, para así re

calcular el nuevo rendimiento.






















sistema, que variarán según el tipo de secadero elegido al principio.

En la igualdad de energías, la incógnita es mf_mmf_mmf_mmf_mejejejej. Lo despejamos, y obtenemos un nuevo gasto de

combustible, que en principio debe ser menor que el de la situación inicial.


Para calcular el rendimiento tras la mejora Rend_mejRend_mejRend_mejRend_mej, empleamos la misma ecuación que en la situación

inicial con los nuevos valores de las energías involucradas en la misma.




siguientes:











formulario inicial



Orujillo y Propano.









4.2.4.2.4.2.4.2. MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN DE LAS PÉRDIDAS POR DE LAS PÉRDIDAS POR DE LAS PÉRDIDAS POR DE LAS PÉRDIDAS POR LAS PAREDESLAS PAREDESLAS PAREDESLAS PAREDES

Con este mejora lo que se pretende es disminuir las pérdidas que se producen por la envolvente del

secadero, es decir, disminuir las pérdidas producidas por la paredes del sistema. Para ello lo que haremos es

variar las propiedades del material refractario.

Para realizar el motor de cálculo de esta mejora la única energía que variaría respecto a la situación inicial

sería la de las perdidas por las paredes (s8), disminuyendo.

El usuario debe introducir nuevos valores para los campos relativos a las temperaturas de las superficies del

horno, que según la forma que éste tenga, las temperaturas en cuestión serán algunas de las siguientes:

- Tª de Tapa de Quemadores (ºC)

- Tª de Tapa de Salida de Humos (ºC)

- Tª de Superficie Superior (ºC)

- Tª de Generatriz Cilíndrica (ºC)

- Tª de Superficie Lateral (ºC)

Éstos se sustituyen por los de la situación inicial donde corresponda (ver anexo 1)(ver anexo 1)(ver anexo 1)(ver anexo 1) y se calculan las energías

de entrada y salida como las mismas ecuaciones, dependiendo del gasto de combustible mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej, que

consideraremos como una variable que tenemos que calcular.



En la igualdad de energías, la incógnita es mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej. Lo despejamos, y obtenemos un nuevo gasto de






siguientes:













formulario inicial



Orujillo y Propano.









4.3.4.3.4.3.4.3. MEJORA 3: CONTROL DEMEJORA 3: CONTROL DEMEJORA 3: CONTROL DEMEJORA 3: CONTROL DE LA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMLA COMBUSTIÓN (OPTIMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMIZACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE COMBUSTIÓN)ETROS DE COMBUSTIÓN)ETROS DE COMBUSTIÓN)ETROS DE COMBUSTIÓN)

Esta mejora se basa en un parámetro llamada rendimiento de la combrendimiento de la combrendimiento de la combrendimiento de la combustión ustión ustión ustión y que se puede definir como:

( )%100⋅−−=PCI

PigPisPCIcombη



Por tanto, si disminuimos las pérdidas que se producen por inquemados sólidos y gaseosos aumentamos el

rendimiento que se produce en la combustión y consecuentemente aumentamos el rendimiento de toda

nuestra instalación.

Para la elaboración del cálculo, vamos a suponer lo siguiente:


• Los datos de la situación inicial se conservan, exceptuando el rendimiento de la combustión,

la temperatura de salida de humos, el porcentaje en volumen de CO2 a la salida y el

porcentaje en volumen de O2 a la salida.

El usuario introduce nuevos datos en el formulario propio de la mejora para:

rendcomb_mej: rendimiento de la combustión (%)





salida con las mismas ecuaciones, dependiendo del gasto de combustible mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej, que consideraremos como

una variable que tenemos que calcular.


sistema, que serán distintas según el tipo de secadero.

Despejamos mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej, un nuevo gasto de combustible que en principio debe ser menor que el de la situación

inicial.






siguientes:











formulario inicial



Orujillo y Propano.









4.4.4.4.4.4.4.4. MEJORA 4: PRECALENTAMEJORA 4: PRECALENTAMEJORA 4: PRECALENTAMEJORA 4: PRECALENTAMIENTO DE AIREMIENTO DE AIREMIENTO DE AIREMIENTO DE AIRE

Para la resolución del problema energético vamos a realizar las siguientes hipótesis:



• La temperatura a la salida del secadero también se conserva.



cámara de combustión, el secadero y el intercambiador para el calentamiento de aire.

El usuario debe introducir la Temperatura de Salida de los Gases del Intercambiador (Tgsint (ºC)) que va a

sustituir a la Temperatura de Gases de Salida (Tgs (ºC)) que teníamos en la situación inicial. Concretamente

las energías que se ven afectadas son las siguientes:


s2 = mf * mgs * TgsintTgsintTgsintTgsint


combustible (kW)

s3 = mf * (H2Ocomb + mwhgs + (m * A0 * humabs)) * Hs

Hs = (597 + (0.45 * TgsintTgsintTgsintTgsint)) * 4.18

Las demás energías de entrada y salida se calculan con las mismas ecuaciones de la situación inicial,

dependiendo del gasto de combustible mf_mejmf_mejmf_mejmf_mej, que consideraremos como una variable que tenemos que

calcular.











siguientes:











formulario inicial



Orujillo y Propano.









4.5.4.5.4.5.4.5. MEJORA 5: RECIRCULACMEJORA 5: RECIRCULACMEJORA 5: RECIRCULACMEJORA 5: RECIRCULACIÓN PARCIAL DE VAHOSIÓN PARCIAL DE VAHOSIÓN PARCIAL DE VAHOSIÓN PARCIAL DE VAHOS

Con esta mejora lo que se pretende es recircular parte de los vahos de salida de nuevo por el secadero para

de esta forma aumentar la potencia de secado.

El proceso de cálculo que se lleva a cabo es el siguiente, según el tipo de secadero:

• Secadero Directo:Secadero Directo:Secadero Directo:Secadero Directo:

El usuario tiene que indicar el porcentaje de vahos que quiere recircular, recir (%).

Para esta mejora hay parámetros que intervienen en el balance y varían respecto de la situación inicial.

Estos son vco2_mej, vo2_mej y rendcomb_mej sustituyen a vco2, vo2 y rendcomb respectivamente.

Además humabs_mej_mezcla es la Humedad Absoluta del Aire (kg agua / kg aire seco). Este representa

la humedad de la mezcla de aire ambiente con los vahos recirculados; sustituye a humabs (humedad

absoluta del aire) de la situación inicial.

Se calculan los vahos existentes como:

vahos = (mvahos + H2Ocomb + m * A0) * mf

Masa de vahos por kg de combustible que vamos a recircular:

mvahos = vahos * (recir / 100)

Se recalcula entonces la nueva temperatura de entrada del aire:

Tea_mej = (mvahos * Tgs + (m - mvahos) * Tea) / (m+ mvahos)

Este valor sustituye al de Tea (Tª de entrada del aire (ºC)) de la situación inicial.

• Secadero Indirecto:Secadero Indirecto:Secadero Indirecto:Secadero Indirecto:

El usuario tiene que indicar el porcentaje de vahos que quiere recircular, recir (%).

humabsas_mej_mezcla: Humedad Absoluta del Aire Secundario (kg agua / kg aire seco). Este representa

la humedad de la mezcla de aire ambiente con los vahos recirculados que van por el caudal de aire

secundario. Sustituye a la humabsas (humedad absoluta del aire secundario) de la situación inicial.

Se calculan los vahos existentes como:

vahos = (mvahos + H2Ocomb + n * A0) * mf

Masa de vahos por kg de combustible que vamos a recircular:

mvahos = vahos * (recir / 100)

Se re calcula entonces la nueva temperatura de entrada del aire:

Tes_mej = (mvahos * Tsvahos + (mairesech - mvahos) * Tes) /

(mairesech + mvahos)

Este valor sustituye al de Tes (Tª de entrada del aire secundario (ºC)) de la situación inicial.



Para ambos tipos de secaderos se procede igual. Con las sustituciones indicadas, se recalculan las energías

tomando el gasto de combustible como un incógnita. Lo despejamos, y obtenemos un nuevo gasto de

combustible, mf_mej,mf_mej,mf_mej,mf_mej, que en principio debe ser menor que el de la situación inicial.





siguientes:











formulario inicial



Orujillo y Propano.









4.6.4.6.4.6.4.6. MEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓN DE SECADERO POR OTN DE SECADERO POR OTN DE SECADERO POR OTN DE SECADERO POR OTRO MÁS EFICIENTERO MÁS EFICIENTERO MÁS EFICIENTERO MÁS EFICIENTE

El desarrollo de esta mejora es simplemente introducir de nuevo los parámetros de nuestro balance y volver a

calcular el rendimiento del sistema. De todos los datos que hay que introducir, hay algunos que son iguales

que los de la situación inicial. Concretamente son:

• Caudal de Producto a la Entrada en base Húmeda (kg/s)

• Humedad de Entrada del Producto a Secar (%)

• Temperatura de Entrada del Producto a Secar (ºC)

• Calor Específico del Producto a Secar (kJ/kg�ºC)

• Temperatura Ambiente (ºC)

Los demás datos los debe introducir de nuevo el usuario.










inicial con los nuevos valores de las energías involucradas en la misma.Para el estudiar los aspectos

económicos relacionados con esta mejora, las ecuaciones que se siguen son las siguientes:













formulario inicial



Orujillo y Propano.









5.5.5.5. SISTEMAS DE PRODUCCISISTEMAS DE PRODUCCISISTEMAS DE PRODUCCISISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE FRÍOÓN DE FRÍOÓN DE FRÍOÓN DE FRÍO Para la elaboración de auditorías de un sistema de producción de frío lo primero que se le pide al usuario es

que especifique los equipos que componen el sistema al que se le quiere realizar la auditoría. Los tipos de

sistemas de producción de frío que se proponen son:

• Aire-Agua

• Agua-Aire

• Agua-Agua

• Aire-Aire

Según el tipo elegido, los equipos que componen la planta y los equipos auxiliares se detallan en la siguiente

tabla:

El esquema general sería:

El proceso de cálculo llevado a cabo es el siguiente:


AireAireAireAire----AguaAguaAguaAgua AguaAguaAguaAgua----AireAireAireAire AguaAguaAguaAgua----AguaAguaAguaAgua AireAireAireAire----AireAireAireAire

PlantaPlantaPlantaPlanta

compresor

ventilador de

condensación

compresor

ventilador del

equipo de

evaporación

compresor

compresor y

ventilador del

equipo de

evaporación y de

condensación

Equipos Equipos Equipos Equipos

AuxiliaresAuxiliaresAuxiliaresAuxiliares

bomba del equipo

de evaporación

torre de

refrigeración

bomba del equipo

de evaporación y

torre de

refrigeración



Potencia Frigorífica de la Planta (kW)

Q f = m � Cp � | (Tsal - Tent) |

m = Caudal másico de Fluido a Refrigerar (Agua o Aire) (kg/s)

Cp (aire) = 0,24 cal/gºC =1,010 J / kgK (aire-aire y agua-aire)

Cp (agua) = 1 cal/gºC )=4,180 J / kgK (aire-agua y agua-agua)

Tsal = Tª de Salida del Evaporador del Fluido a Refrigerar (ºC)

Tent = Tª de Entrada al Evaporador del Fluido a Refrigerar (ºC)

Todos son datos del formulario que introduce el usuario

El valor de la potencia es negativo, pero para el cálculo del COP de la instalación se toma su valor absoluto.

Potencia consumida (kW)

Potencia = pot_Planta + pot_EqAux

Pot_Planta = potencia consumida por la planta (kW)

Pot_EqAux = potencia consumida por los equipos auxiliares (kW)

Ambos son datos que introduce el usuario.

COP de la instalación:

potencia

QCOP

f=



5.1.5.1.5.1.5.1. MEJORA 1: AUMENTO DEMEJORA 1: AUMENTO DEMEJORA 1: AUMENTO DEMEJORA 1: AUMENTO DE LA TEMPERATURA DE EVLA TEMPERATURA DE EVLA TEMPERATURA DE EVLA TEMPERATURA DE EVAPORACIÓN APORACIÓN APORACIÓN APORACIÓN

Si realizamos un estudio básico basado en el valor del COP del rendimiento de Carnot del ciclo de producción

de frío, al aumentar la temperatura de evaporación, disminuye la diferencia de temperatura entre el foco frío y

el caliente, por lo que según el primer principio del frigorista, nos lleva a un aumento de la eficiencia del ciclo,

es decir, un aumento del COP. Por tanto es lógico que si mantenemos todos los demás parámetros

constantes aumentaremos el rendimiento de la instalación.

Se considera que no disponemos de datos finales con las mejoras de la instalación por tanto se debe realizar

un cálculo teórico del valor final del COP de la instalación tras aplicar la mejora.

Como el valor de la potencia frigorífica se mantiene constante, ya que viene impuesta por el caudal de aire o

agua y por las temperaturas que se desean modificar o mantener, el único paso sería calcular el nuevo

caudal de fluido refrigerante que circula por la instalación, el cual disminuye.

Nuevo caudal de Fluido Refrigerante (kg / s)

41 HH

Qm

f

r −=

fQ = potencia frigorífica, calculada en la situación inicial

H1 = Entalpía del Fluido Refrigerante a la Salida del Evaporador (Tª referencia 25º C) (kJ/kg)

H4 = Entalpía del Fluido Refrigerante a la Entrada del Evaporador (Tª referencia 25º C)

(kJ/kg)

Potencia del Compresor (kW)

pot_compresor = )·( 12 HHmr −

H2 = Entalpía del Fluido Refrigerante a la Salida del Compresor (compresión isentrópica desde

la salida del evaporador) (Tª referencia 25º C) (kJ/kg)

COP de la instalación tras la mejora:

Aire – Agua, Agua – Aire, Aire – Aire:



compresorpotpotencia

QCOP

f

_+=

Agua – Agua:

compresorpotEquAuxpot

QCOP

f

__ +=

El estudio de los aspectos económicos se detalla a continuación:

Ahorro de potencia consumida (kW):

Ahorro = Potencia consumida Inicial – Potencia Consumida Final.

Ahorro (%)

((Potencia consumida Inicial – Potencia Consumida Final)/ (Potencia Consumida Final))*100

Ahorro energía final (kWh/año)

Ahorro energía final = Ahorro * Horas Funcionamiento Anual

Funcionamiento Anual viene del formulario

Ahorro de energía primaria (kWh/año)

Ahorro de energía primaria = Ahorro energía final / 0,425

Ahorro económico (€/año)

Ahorro de energía final * Coste energía ahorrada

Coste de Energía ahorrada (euro / kWh) del formulario

Reducción de Emisiones (t CO2/año)

Ahorro energía primaria (kWh/año)* 860 (kcal/kWh) / 10e7 (kcal/tep) * 3,036 (t CO2/tep)






5.2.5.2.5.2.5.2. MEJORA 2: SUSTITUCIÓMEJORA 2: SUSTITUCIÓMEJORA 2: SUSTITUCIÓMEJORA 2: SUSTITUCIÓN DE TORRE DE REFRIGN DE TORRE DE REFRIGN DE TORRE DE REFRIGN DE TORRE DE REFRIGERACIÓN POR CONDENSAERACIÓN POR CONDENSAERACIÓN POR CONDENSAERACIÓN POR CONDENSADOR EVAPORATIVO DOR EVAPORATIVO DOR EVAPORATIVO DOR EVAPORATIVO

Los condensadores evaporativos son los que consiguen menores temperaturas de condensación y por ello

son los más usados en refrigeración industrial. Al disminuir la Temperatura de condensación disminuye la

Presión de condensación y por tanto la temperatura de salida del condensador. Por tanto el efecto

refrigerante de la planta aumenta, aunque la potencia frigorífica de la instalación la mantengamos constante.

Como ha cambiado la temperatura de condensación el trabajo de comprensión decrece y por tanto el COP de

la instalación aumentará.





41 HH

Qm

f

r −=




(kJ/kg)






Agua – Aire, Aire – Aire:


QCOP

f

_+=



Agua – Agua, Aire – Agua:


QCOP

f

__ +=




Ahorro (%)

















5.3.5.3.5.3.5.3. MEJORA 3: DISMINUCIÓMEJORA 3: DISMINUCIÓMEJORA 3: DISMINUCIÓMEJORA 3: DISMINUCIÓN DE LA TEMPERATURA N DE LA TEMPERATURA N DE LA TEMPERATURA N DE LA TEMPERATURA DE CONDENSACIÓN DE CONDENSACIÓN DE CONDENSACIÓN DE CONDENSACIÓN

Si realizamos un estudio básico basado en el valor del COP del rendimiento de Carnot del ciclo de producción

de frío, al aumentar la temperatura de evaporación, disminuye la diferencia de temperatura entre el foco frío y

el caliente, por lo que según el primer principio del frigorista, nos lleva a un aumento de la eficiencia del ciclo,

es decir, un aumento del COP. Por tanto es lógico que si mantenemos todos los demás parámetros

constantes aumentaremos el rendimiento de la instalación.

Se considera que no disponemos de datos finales con las mejoras de la instalación por tanto se debe realizar

un cálculo teórico del valor final del COP de la instalación tras aplicar la mejora.





41 HH

Qm

f

r −=




(kJ/kg)






Aire – Agua, Agua – Aire, Aire – Aire:




QCOP

f

_+=

Agua – Agua:


QCOP

f

__ +=




Ahorro (%)

















5.4.5.4.5.4.5.4. MEJORA 4: RECUPERACIMEJORA 4: RECUPERACIMEJORA 4: RECUPERACIMEJORA 4: RECUPERACIÓN DEL CALOR DEL CIRÓN DEL CALOR DEL CIRÓN DEL CALOR DEL CIRÓN DEL CALOR DEL CIRCUITO DE CONDENSACIÓCUITO DE CONDENSACIÓCUITO DE CONDENSACIÓCUITO DE CONDENSACIÓN N N N

Para aprovechar al máximo las energías que se pierden en el sistema de producción de frío vamos a sustituir

la torre de refrigeración por un intercambiador de calor, el cual absorberá el calor del refrigerante que se

desprende del condensador para calentar un fluido que después vaya a algún tipo de proceso. Este fluido será

por ejemplo agua, por lo que se va a calentar agua que después será enviado a algún tipo de proceso que no

será de interés para nuestro estudio. No vamos a enviar directamente el agua del condensador por no ser un

agua suficientemente tratada para poder enviarla a algún tipo de proceso.

Al aprovechar este calor y no tener que expulsarlo directamente a la atmósfera conseguimos aumentar la

potencia útil de nuestra instalación y como consecuencia disminuir las pérdidas. En esta nueva situación ya

no tendremos que consumir ninguna potencia en el ventilador de una torre de refrigeración y por el contrario

aumentaremos nuestra potencia útil conseguida.

(a) Agua-Agua (b) Agua-Aire





41 HH

Qm

f

r −=




(kJ/kg)

Calor de disipación del condensador (kW)

)·( 32 HHmQ rr −=



H2 = Entalpía del Fluido Refrigerante a la entrada del Condensador (compresión isentrópica

desde la salida del evaporador) (Tª referencia 25º C) (kJ/kg)

H3 = Entalpía del Fluido Refrigerante a la Salida del Condensador (Tª referencia 25º C) (kJ/kg)


potencia

QQCOP

rf +=




Ahorro (%)

















5.5.5.5.5.5.5.5. MEJORA 5: INSTALACIÓMEJORA 5: INSTALACIÓMEJORA 5: INSTALACIÓMEJORA 5: INSTALACIÓN DE SISTEMAS DE ACUN DE SISTEMAS DE ACUN DE SISTEMAS DE ACUN DE SISTEMAS DE ACUMULACIÓN DE FRÍO MULACIÓN DE FRÍO MULACIÓN DE FRÍO MULACIÓN DE FRÍO

El estudio de esta mejora se basa directamente en los aspectos económicos y no en los energéticos, ya que

lo que se procura es acumular frigorías en las horas en las que el precio de la energía es más bajo.

La idea es que el usuario introduzca la matriz de carga de un día tipo, junto con la tarifa que se aplica en

cada hora. También se le pide la potencia nominal de la instalación y la capacidad máxima de acumulación

expresada en tanto por 1 respecto a la demanda diaria.

Los cálculos que se llevan a cabo son los siguientes:

Potencia consumida en un día tipo

Los datos de la matriz de carga junto con las tarifas correspondientes de cada hora se almacenan en una

matriz 2 x 24 donde en la posición (1, i) guardamos la carga en la hora i (expresada en tanto por 1 respecto

a la potencia nominal de la instalación) y en la posición (2, i) se almacena la tarifa que se aplica en la misma

hora.

Esta matriz la podemos representar en una tabla como esta:

Con los datos de la matriz de carga se calcula la potencia que consume la instalación en un día tipo:

Pot_Consumida = (carga00 +… + carga_i +…+ carga23) * Pot_Nominal

Pot_Nominal = potencia nominal de la instalación (kWe), es un dato del formulario

Coste sin almacenaje

Para calcular el coste de funcionamiento de la instalación en un día tipo simplemente se realiza el siguiente

cálculo:

Coste_sin_almac = (carga00 * tarifa00+… + carga_i * tarifa_i +…+ carga23 * tarifa23) * Pot_Nominal

Potencia máxima a acumular en un día tipo (kWe)

Carga_max = Pot_Consumida * capacidad_max

capacidad_max = capacidad máxima de acumulación de frío (tanto por 1 respecto a la

potencia consumida en un día tipo), del formulario.

Ordenar la matriz de carga según la tarifa

A continuación se ordenan las parejas (carga, tarifa) de menor a mayor tarifa.

00:0000:0000:0000:00

(hora 0)(hora 0)(hora 0)(hora 0)

01:0001:0001:0001:00


02:0002:0002:0002:00


…i……i……i……i…

(hora i)(hora i)(hora i)(hora i)

22:0022:0022:0022:00


23:0023:0023:0023:00


CargaCargaCargaCarga carga00 carga01 carga02 carga_i carga22 carga23

TarifaTarifaTarifaTarifa tarifa00 tarifa01 tarifa02 tarifa_i tarifa22 tarifa23



Proceso de Acumulación

Se recorre la matriz de parejas (carga, tarifa) y vamos acumulando la carga que no es consumida en cada

hora. Llevamos a cabo el proceso mientras que no se acumule más de lo que nos queda por consumir en el

día tipo que estamos analizando.

Empezamos en la primera hora (en la que la tarifa es menor), que llamamos hora 1hora 1hora 1hora 1. Miramos qué carga

consume la instalación en esta hora, que llamaremos carga_1carga_1carga_1carga_1, y acumulamos (1 – carga_1), i.e., lo que no

se consume en la hora 1. Si lo que llevamos acumulado no supera la carga máxima de acumulación y no es

mayor que la carga que nos queda por consumir, avanzamos una posición y repetimos el proceso.

Incrementamos lo acumulado tanto como lo que no se consume en esa hora y volvemos a comparar con la

carga máxima y con lo que queda por consumir.

En caso de que no se cumpla alguna de las dos, acumulamos lo que nos quede para cumplir la condición.

Coste con almacenaje

Llamaremos Coste_con_almacCoste_con_almacCoste_con_almacCoste_con_almac a una variable que represente el coste de la instalación en un día tipo en la

que se realiza acumulación.

A la vez que vamos recorriendo la matriz para acumular la carga que no es consumida en cada hora k, vamos

incrementando Coste_con_almac Coste_con_almac Coste_con_almac Coste_con_almac en:

Coste_con_almac = Coste_con_almac + ((carga_k + carga _kk) * Pot_nominal * tarifa_k)

Donde:

carga_k: carga consumida en la hora k

carga_kk: carga acumulada en la hora k

Cuando se acumule todo lo que no se consuma en una hora,

carga_kk = 1-carga_k

El COP de la instalación es el mismo que en la situación inicial.

El estudio económico de esta mejora es el siguiente:

Ahorro económico (euro / día)

Ahorro = Coste_sin_almac - Coste_con_almac


Pay-Back Simple = Inversión / (Ahorro *(FuncAnu/24))

Inversion: Inversión necesaria (euro) viene del formulario

FuncAnu: Funcionamiento anual (h/año)



5.6.5.6.5.6.5.6. MEJORA 6: INTRODUCCIMEJORA 6: INTRODUCCIMEJORA 6: INTRODUCCIMEJORA 6: INTRODUCCIÓN DE VARIADORES DE ÓN DE VARIADORES DE ÓN DE VARIADORES DE ÓN DE VARIADORES DE FRECUENCIA EN MOTOREFRECUENCIA EN MOTOREFRECUENCIA EN MOTOREFRECUENCIA EN MOTORES DE COMPRESORES, ENS DE COMPRESORES, ENS DE COMPRESORES, ENS DE COMPRESORES, EN

BOMBAS Y EN VENTILADBOMBAS Y EN VENTILADBOMBAS Y EN VENTILADBOMBAS Y EN VENTILADORES DE TORRE ORES DE TORRE ORES DE TORRE ORES DE TORRE

Para poder realizar el método de cálculo el usuario debe introducir los ahorros en consumo en tanto por

ciento de cada uno de los elementos (planta compacta y equipos auxiliares), siempre teniendo en cuenta el

tipo de instalación utilizada.

Con los porcentajes de ahorro se recalculan las potencias de la planta y de los equipos auxiliares:

Nueva Potencia de la planta (kWe)

Pot_Planta_mej = Pot_Planta * (1 – Ahorro_Planta / 100)

Ahorro_Planta = % de ahorro en la planta compacta, dato introducido por el usuario

Nueva Potencia de los Equipos Auxiliares (kWe)

Pot_EqAux_mej = Pot_ EqAux * (1 – Ahorro_EqAux / 100)

Ahorro_EqAux = % de ahorro en los equipos auxiliares, dato introducido por el usuario

Nueva Potencia consumida (kWe)

Potencia_mej = Pot_Planta_mej + Pot_EqAux_mej

COP de la instalación:

mejpotencia

QCOP

f

_=



Ahorro = potencia – potencia_mej

Ahorro (%)

((potencia – potencia_mej)/ (potencia_mej))*100
















6.6.6.6. MOTORES ELÉCTRICOSMOTORES ELÉCTRICOSMOTORES ELÉCTRICOSMOTORES ELÉCTRICOS El volumen de control utilizado en el balance de potencia va a ser el siguiente:

Se considera una instalación que contará a lo sumo con cinco motores, y donde:

P1P1P1P1: Potencia absorbida por la red.

P2P2P2P2: potencia a la salida del transformador.

El transformador será considerado ideal, por lo que se despreciarán las pérdidas en la rama de

magnetización y en el cobre; entonces P1=P2.

P3P3P3P3: Potencia absorbida por el centro de control de los motores.

Esta potencia, como se verá a continuación, puede ser tratada como una pérdida, o como un

consumo fijo, variando, en cada caso, el valor del rendimiento de la instalación. Se escogerá una de

las dos opciones.

Pm Pm Pm Pm iiii’’’’: Potencia absorbida por el motor eléctrico iiii.

Pm Pm Pm Pm iiii: Potencia útil producida por el motor eléctrico iiii.

Los cálculos se realizan en el siguiente orden:

Potencia (trifásica) absorbida por la red (kW)

1111 cos3 φIUP =

U1: tensión en el punto de conexión con la red (kV)

I1: intensidad en el punto de conexión con la red (A)

1cosφ : Factor de potencia en el punto de conexión con la red

(Todos del formulario)

Potencia (trifásica) absorbida por el motor eléctrico iiii (kW) '''' cos3 mimimimi IUP φ=



Umi ‘: tensión en el punto de conexión del motor i (kV)

Imi ’: intensidad en el punto de conexión del motor i (A)

'cos miφ : Factor de potencia en el punto de conexión del motor i


Potencia (trifásica) a la salida del motor eléctrico iiii (kW)

mimimimi IUP φcos3=

Umi : tensión a la salida del motor i (kV)

Imi : intensidad a la salida del motor i (A)

miφcos : Factor de a la salida del motor i


Potencia absorbida por el centro de control de los motores (kW)

∑=

−=N

i

miPPP1

'

13

Rendimiento del motor eléctrico i (%)

100'

⋅=mi

mi

imotorP

Pη

Rendimiento de la instalación (%)

1001

3

1 ⋅+

=∑

=

P

PPN

i

mi

instη



6.1.6.1.6.1.6.1. MEJORA 1: UTILIZACIÓMEJORA 1: UTILIZACIÓMEJORA 1: UTILIZACIÓMEJORA 1: UTILIZACIÓN DE N DE N DE N DE ARRANCADORES SUAVESARRANCADORES SUAVESARRANCADORES SUAVESARRANCADORES SUAVES

El punto de funcionamiento de cada motor no va a variar, por lo que el rendimiento del motor y de la

instalación van a permanecer constantes, es decir, con el mismo valor que en la situación inicial.

Potencia del motor iiii en el arranque (instante de máxima intensidad) en la situación inicial (kW)

'

_

'

_

'

_

'

_ cos arranqueiarranqueiarranqueiarranquei IUP φ⋅⋅=

'

_ arranqueiU : Tensión del motor i en el arranque (kV)

'

_ arranqueiI : Intensidad del motor i en el arranque (A)

'

_cos arranqueiφ : Factor de potencia del motor i en el arranque

Los tres son datos que debe introducir el usuario en el formulario de toma de datos

propio de la mejora.

Potencia del motor iiii en el arranque (instante de máxima intensidad) en la situación mejorada (kW)

'

_

_

_'

__ arranquei

directoarranque

suavearranque

mejoradaarranquei PMi

MiP =

directoarranqueMi _ : Par de arranque directo del motor i (% respecto al par de arranque nominal)

suavearranqueMi _ : Par de arranque suave del motor i (% respecto al par de arranque nominal)

Ambos son datos del formulario de la mejora.

Los aspectos económicos derivados de esta mejora se estudian como sigue:

Tiempo de Ahorro de cada motor (horas / año):

3600

arranquearranque

Ahorro

tiNiTi

⋅=

arranqueNi : Número de arranques al año del motor i

arranqueti : Tiempo de arranque del motor i (s)


Ahorro en cada motor i (kWh / año)

( ) iAhorromejoradaarranqueiarranqueii TPPAhorro ⋅−= '

__

'

_

ifuncT : Funcionamiento anual del motor i (h/año)

Es un dato del formulario inicial.

Ahorro de la instalación (kWh / año)

( ) iAhorro

i

mejoradaarranqueiarranquei TPPtotalAhorro ⋅−=∑=

5

1

'

__

'

__



Porcentaje de ahorro de la instalación (%)

=⋅⋅

⋅−⋅=

∑

∑∑

=

==100(%)

5

1

'

_

5

1

'

__

5

1

'

_

iAhorro

i

arranquei

i

iAhorromejoradaarranqueiiAhorro

i

arranquei

TP

TPTP

Ahorro

100

)(

5

1

'

_

5

1

'

__

'

_

⋅⋅

⋅−=

∑

∑

=

=

iAhorro

i

arranquei

iAhorro

i

mejoradaarranqueiarranquei

TP

TPP

100_

5

1

'

_

⋅⋅

=∑

=iAhorro

i

arranquei TP

totalAhorro

Reducción de Emisiones (t CO2 / año)

Reduc_emis = Ahorro_total (kWh/año)* 860 (kcal/kWh) / 10e7 (kcal/tep) * 3,036 (t CO2/tep)

Ahorro económico (euro / año)

Ahorro_econ = Ahorro_total * Coste_energ_ahorr

Coste_energ_Ahorr: Coste de energía ahorrada (euro / kWh), es un dato del formulario.

Período de retorno simple de la inversión (año)

Pay-Back Simple = Inversión necesaria / Ahorro_econ




6.2.6.2.6.2.6.2. MEJORA 2: UTILIZACIÓMEJORA 2: UTILIZACIÓMEJORA 2: UTILIZACIÓMEJORA 2: UTILIZACIÓN DE VARIADORES DE FN DE VARIADORES DE FN DE VARIADORES DE FN DE VARIADORES DE FRECUENCIARECUENCIARECUENCIARECUENCIA

El ahorro de energía se calculará respecto al funcionamiento a plena carga durante todo el año.

Se considera un máximo de 10 parcializaciones diferentes.

Potencia Nominal de la instalación (kW)

∑=

=5

1i

iNN PP

PiN : potencia nominal del motor i (kW)

Se recogen del formulario inicial de toma de datos.

Potencia absorbida por el motor eléctrico iiii en la situación mejorada (kW) 3

10

1

''

_100100

= ∑

=

ji

j

j

porc

mimejoradami

ntPP

jin : Parcialización de la carga j, para el motor i (% respecto a funcionamiento nominal)

j

porct : Porcentaje del año que el motor i trabaja con una parcialización jin

Los dos últimos vienen del formulario específico de la mejora.

Potencia a la salida del motor eléctrico iiii en la situación mejorada (kW) 3

10

1

_100100

= ∑

=

ji

j

j

porc

mimejoradami

ntPP

jin : Parcialización de la carga j, para el motor i (% respecto a funcionamiento nominal)

j

porct : Porcentaje del año que el motor i trabaja con una parcialización jin (%)

Los dos últimos vienen del formulario específico de la mejora.

Rendimiento del motor eléctrico i en la situación mejorada (%)

100_

'

_

_ ⋅=mejoradami

mejoradami

mejoradoimotorP

Pη

Potencia absorbida por la red en la situación mejora (kW)

∑=

+=5

1

'

_31

i

mejoradamimejorada PPP

Rendimiento de la instalación en la situación mejorada (%)

1001

3

1

_

_ ⋅+

=∑

=

mejorada

N

i

mejoradami

mejoradoinstP

PP

η


ifuncmejoradamimii TPPAhorro ⋅−= )( '

_

'




Es dato del formulario inicial.


( )∑=

⋅−=5

1

'

_

'_i

ifuncmejoradamimi TPPtotalAhorro


100(%)5

1

5

1

_

5

1 ⋅−

=∑

∑∑

=

==

i

mi

i

mejoradami

i

mi

P

PP

Ahorro





Coste_energ_Ahorr: Coste de energía ahorrada (euro / kWh)

Es un dato del formulario.






6.3.6.3.6.3.6.3. MEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓMEJORA 3: INSTALACIÓN DE VARIADORES REGEN DE VARIADORES REGEN DE VARIADORES REGEN DE VARIADORES REGENERATIVOSNERATIVOSNERATIVOSNERATIVOS

Los rendimientos de cada motor y de la instalación permanecerán constantes, ya que el punto de

funcionamiento del motor no varía. Lo que ocurre es que se ahorra energía en la parada, por lo que si se

producirá un ahorro energético.

Tiempo de Ahorro de cada motor (horas / año):

3600

_ paradaparadas

Ahorro

tiNiTi

⋅=

iparadasN : Número de paradas al año del motor i

paradait _ : Tiempo de parada del motor i (s)


Ahorro en cada motor eléctrico iiii (kWh / año)

Ahorroentreaii TiPAhorro ⋅= lim_

entireaP lim : Potencia regenerativa en la en la parada del motor i.

Es dato del formulario específico de la mejora

Ahorro en la instalación (kW h / año)

ahorroi

i

entreai TPtotalAhorro _

5

1

lim__ ⋅=∑=


( ) ( )=⋅

⋅

⋅−+−−⋅=

∑

∑∑

=

== 100(%)5

1

'

_lim_

'

_

5

1

'5

1

'

i

ifuncmi

paradaientreaimiparadaiifunc

i

mi

i

ifuncmi

TP

TPPTTPTP

Ahorro

100

·

5

1

'

5

1

_lim_

⋅⋅

=∑

∑

=

=

i

ifuncmi

i

paradaientreai

TP

TP


Es dato del formulario inicial.








6.4.6.4.6.4.6.4. MEJORA 4: SUSTITUCIÓMEJORA 4: SUSTITUCIÓMEJORA 4: SUSTITUCIÓMEJORA 4: SUSTITUCIÓN DE UN MOTOR SOBREDN DE UN MOTOR SOBREDN DE UN MOTOR SOBREDN DE UN MOTOR SOBREDIMENSIONADO POR OTROIMENSIONADO POR OTROIMENSIONADO POR OTROIMENSIONADO POR OTRO DE TAMAÑO ÓPTIMODE TAMAÑO ÓPTIMODE TAMAÑO ÓPTIMODE TAMAÑO ÓPTIMO

Potencia absorbida por el motor eléctrico iiii en la situación mejorada (kW)

'__

'

mi

iN

mejoradaiNmejoradami P

P

PP =

mejoradaiNP _ : Potencia nominal del nuevo motor (kW)

Es dato del formulario propio de esta mejora

iNP : Potencia nominal del motor de la situación inicial (kW)

Es dato del formulario inicial

'miP : Potencia absorbida por el motor eléctrico i en la situación inicial (kW)


100_

'_ ⋅=mejoradami

mimejoradoimotor

P

Pη


∑=

+=N

i

mejoradamimejorada PPP1

_'

31


1001

3

1

_ ⋅+

=∑

=

mejorada

N

i

mi

mejoradoinstP

PP

η

Para estudiar los aspectos económicos, los cálculos realizados son los siguientes:



_

'



Ahorro de la instalación (kW h / año)

( )∑=

⋅−=5

1

'

_

'_i



100(%)1

11 ⋅−

=P

PPAhorro

mejorado






6.5.6.5.6.5.6.5. MEJORA 5: UTILIZACIÓMEJORA 5: UTILIZACIÓMEJORA 5: UTILIZACIÓMEJORA 5: UTILIZACIÓN DEL MOTOR EN SU PUN DEL MOTOR EN SU PUN DEL MOTOR EN SU PUN DEL MOTOR EN SU PUNTO DE MÁXIMO RENDIMNTO DE MÁXIMO RENDIMNTO DE MÁXIMO RENDIMNTO DE MÁXIMO RENDIMIENTOIENTOIENTOIENTO


mi

mejoradoi

inicialimejoradami PP '

_

__

' ⋅=ηη

iniciali _η : Rendimiento inicial del motor i (%)

Calculado en la situación inicial.

mejoradoi _η : Rendimiento máximo del motor i (%)

Éste es un dato introducido por el usuario en el formulario específico de esta mejora.


∑=

+=N

i


_'

31


100_

'_ ⋅=mejoradami

mimejoradoimotor

P

Pη


1001

3

1

_ ⋅+

=∑

=

mejorada

N

i

mi

mejoradoinstP

PP

η




_

'

ifuncT : Funcionamiento anual del motor i (h/año) (dato del formulario)


( )∑=

⋅−=5

1

'

_

'_i



100(%)1

11 ⋅−

=P

PPAhorro

mejorado







6.6.6.6.6.6.6.6. MEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓMEJORA 6: SUSTITUCIÓN DEL MOTOR POR OTRON DEL MOTOR POR OTRON DEL MOTOR POR OTRON DEL MOTOR POR OTRO DE ALTO RENDIMIENTO DE ALTO RENDIMIENTO DE ALTO RENDIMIENTO DE ALTO RENDIMIENTO


mi

mejoradoi

inicialimejoradami PP '

_

__

' ⋅=ηη

iniciali _η : Rendimiento del motor i inicial (%)

Calculado en la situación inicial.

mejoradoi _η : Rendimiento del nuevo motor i de alto rendimiento que sustituye al motor i de la

situación inicial (%)

Éste es dato introducido por el usuario en el formulario específico de esta mejora.


∑=

+=N

i


_'

31


100_

'_ ⋅=mejoradami

mimejoradoimotor

P

Pη


1001

3

1

_ ⋅+

=∑

=

mejorada

N

i

mi

mejoradoinstP

PP

η




_

'

ifuncT : Funcionamiento anual del motor i (h/año) (dato del formulario)

Ahorro de la instalación (kW h / año)

( )∑=

⋅−=5

1

'

_

'_i



100(%)1

11 ⋅−

=P

PPAhorro

mejorado





7.7.7.7. REDES DE VAPORREDES DE VAPORREDES DE VAPORREDES DE VAPOR Para el cálculo del rendimiento de nuestra red de vapor vamos a emplear el método de las pérdidas ya que

de esta forma podemos saber con más exactitud donde se producen las pérdidas energéticas y cuales son las

formas que podemos emplear para que actuando sobre ellas mejoremos el rendimiento de nuestra

instalación.

La energía de entrada de nuestro volumen de control va a venir definido por la potencia nominal de la caldera

y por rendimiento que ésta tiene y por lo tanto nos da el valor del calor que realmente le hemos aportado a la

red.

Se consideran las siguientes hipótesis:

• El condensado purgado en los purgadores estarán a la temperatura de la red de distribución en

estado saturado.

• Las fugas que se producen en las tuberías será a la presión y la temperatura de la red de

distribución.

• Las fugas que se producen en los purgadores a presión y temperatura de la red de distribución.

Los cálculos que se realizan son los siguientes:

Energía que aportar la caldera a la red (kW)

⋅=100

1 aldncald

CPE

η

ncaldP : Potencia nominal de la caldera (kW)

aldCη : Rendimiento de la caldera (%)

Ambos vienen del formulario de toma de datos.



Pérdidas por convección y radiación (kW)

Para calcular las pérdidas por convección y radiación del volumen de control se estudia por un lado las

tuberías y por otro los accesorios (las piezas que se usan para unir tramos de tuberías).

- Tuberías

Agrupamos las tuberías según la Temperatura de Pared y el diámetro, considerando hasta un

máximo de cinco tipos diferentes. Esto significa que en cada “tipo de tubería” el usuario debe

introducir la suma de las longitudes de todos los tramos que se consideren con la misma

temperatura y mismo diámetro.

Se considera que todos los tramos de tubería tienen la misma emisividad. Así mismo, la

temperatura ambiente también se considera la misma.

Los cálculos que se realizan para cada uno de los “tipos de tubería” con temperatura de pared

Tpi y diámetro di, se detallan a continuación:

Viscosidad cinemática (m2 / s):

ν = ρµ

µ : Viscosidad dinámica. µ = 17,9 * 10 -6 (kg / m s)

ρ : Densidad del fluido. ρ = 1,21 (kg / m3)

Temperatura media de pared (ºC)

2

TambTpTmp i

i

+=

Tpi : Tª superficial de pared del tipo i de tubería (ºC)

Tamb: Tª ambiente (ºC)

Número de Prandtl:

K

Cp µ⋅=Pr

Cp: Calor específico a P. atm. = 1,01(kJ / kg K)

K: conductividad térmica = 24.5 * 10 -3 (J / m s K)

Número de Grashof:

2

3)(

νβ LcTambTmpg

Gr iii

⋅−⋅⋅=

g = 9.81 (m / s2)

i

iTmp

1=β (1 / ºC)

ii dLc ⋅= π (m) Longitud característica,

di = diámetro del tipo de tubería i (m)



Número de Rayleigh:

Pr⋅= ii GrRa

Nusselt:

2

9

16

16

9

300

Pr

5,01Pr

36,0

+⋅⋅⋅

+⋅=

−

i

i

Ra

Nu π

Coeficiente de película:

i

i

iLc

KNuh

⋅=

Pérdidas por Convección (kW)

∑=

−⋅⋅=5

1

)(i

iiituberías TambTpAthQconv

Ati = ii Ld ⋅⋅π (Área tuberías) (m2)

iL : Longitud total de todos los tramos con temperatura de pared Tpi

y diámetro di.

Pérdidas por Radiación (kW)

1000

)(5

1

4∑=

−⋅⋅⋅= i

ii

tuberías

TambTpAt

Qrad

σε

ε : Emisividad

σ : Constante de Stefan-Boltzman = 5,67 *10-8 (W / m2.K4)

Pérdidas por tuberías no aisladas (kW)

tuberíastuberíastuberias QradQconvS +=1

- Accesorios no aislados

Agrupamos los accesorios según la Temperatura de Pared y el diámetro, considerando hasta un

máximo de cinco tipos distintos. Esto significa que en cada “tipo de accesorio” el usuario debe

introducir la suma de las áreas de todos los accesorios que se consideren con la misma

temperatura de pared y mismo diámetro.

Se considera que todos los accesorios tienen la misma emisividad. Así mismo, la temperatura

ambiente también se considera la misma.



Los cálculos que se realizan para cada uno de los “tipos de accesorio” con temperatura de pared

Tpi y diámetro di se detallan a continuación:

Viscosidad cinemática (m2 / s):

ν = ρµ

µ : Viscosidad dinámica. µ = 17,9 * 10 -6 (kg / m s)

ρ : Densidad del fluido. ρ = 1,21 (kg / m3)

Temperatura media de pared (ºC)

2

TambTpTmp i

i

+=

Tpi : Tª superficial de pared del tipo i de accesorio no aislado (ºC)

Tamb: Tª ambiente (ºC)

Número de Prandtl:

K

Cp µ⋅=Pr

Cp: Calor específico a Patm = 1,01 (kJ / kg K)

K: Conductividad térmica = 24.5*10 -3 (J / m s K)

Número de Grashof:

2

3)(

νβ LcTambTmpg

Gr iii

⋅−⋅⋅=

g = 9.81 (m / s2)

i

iTmp

1=β (1 / ºC)

ii dLc ⋅= π (m) Longitud característica,

di = diámetro del accesorio de tipo i (m)

Número de Rayleigh:

Pr⋅= ii GrRa Nusselt:

2

9

16

16

9

300

Pr

5,01Pr

36,0

+⋅⋅⋅

+⋅=

−

i

i

Ra

Nu π



Coeficiente de película:

i

i

iLc

KNuh

⋅=

Pérdidas por Convección (kW)

∑=

−⋅⋅=5

1

)(i

iiiaccesorios TambTpAcchQconv

Acci = Área total de accesorios con temperatura de pared Tpi. (m2)

Pérdidas por Radiación (kW)

1000

)(5

1

4∑=

−⋅⋅⋅= i

ii

accesorios

TambTpAcc

Qrad

σε

ε : Emisividad

σ : Constante de Stefan-Boltzman = 5,67 *10-8 (W/m2.K4)

Pérdidas por accesorios no aislados (kW)

accesoriosaccesoriosaccesorios QradQconvS +=1

Las pérdidas totales por paredes no aisladas son:

accesoriostuberías SSS 111 +=

Fugas en tuberías (kW)

Agrupamos los caudales de fugas en tuberías según la entalpía de vapor de agua. Es decir, el usuario debe

introducir la suma total de todos los caudales de fugas que existan y que se considere que tienen la misma

entalpía de vapor de agua. Cada “tipo de fuga” se corresponde con un valor de la entalpía. Se pueden

introducir un máximo de 5 entalpías diferentes, y por tanto, 5 “tipos de fugas” diferentes.

∑=

⋅=5

1

2i

ii hfugtubQfugtubS

ihfugtub : Entalpía del vapor de agua en la tubería (kJ / kg).

iQfugtub : Suma total de los caudales de fugas en tuberías con misma entalpía

ihfugtub (kg / s).

Fugas en purgadores (kW)

Agrupamos los caudales de fugas en purgadores según la entalpía de vapor de agua. Es decir, el usuario

debe introducir la suma total de todos los caudales de fugas que existan y que se considere que tienen la

misma entalpía de vapor de agua. Cada “tipo de fuga” se corresponde con un valor de la entalpía. Se pueden

introducir un máximo de 5 entalpías diferentes, y por tanto, 5 “tipos de fugas” diferentes.

∑=

⋅=5

1

3i

ii hfugpurQfugpurS



ihfugpur : Entalpía del vapor de agua en la purgadores (kJ/kg).

iQfugpur : Suma total de los caudales de fugas en purgadores con misma entalpía

ihfugtub (kg/s).

Pérdidas por condensados no recuperados (kW)

Agrupamos los caudales de condensados según la temperatura de los mismos. Es decir, el usuario debe

introducir la suma total de todos los condensados que existan y que se considere que tienen la misma

temperatura. Cada “tipo de condensado” se corresponde con un valor de la temperatura. Se pueden

introducir un máximo de 5 tipos diferentes.

∑=

−⋅⋅⋅=5

1

)(100

)(%4

i

ii

i TrefTcondnorecu

CpQcondS

iTcond = Tª de los condensado de tipo i (ºC)

iQcond = caudal de condensados con temperatura iTcond (kg / s)

Tref = Tª de referencia (ºC)

Cp = 4,18 (kJ / kg K)

inorecu)(% = porcentaje de condensado con temperatura iTcond que no es recuperado

(%)

Pérdidas por caudal flash no recuperado (kW)

Caudal de Revaporizado (kg / s)

crev mPfhfg

PfhsPihsm ⋅−=

)(

)()(

)(Pihs : Entalpía sensible del condensado a P inicial (líquido saturado) (kJ/kg)

)(Pfhs : Entalpía sensible del condensado a P final (líquido saturado) (kJ/kg)

)(Pfhfg : Entalpía de evaporización a P final (kJ/kg)

cm : Caudal de condensados de entrada al deposito flash (kg/s)

Entalpía de vapor saturado a la Presión final (kJ/kg)

)()()( PfhfgPfhPfh sadoVaporSatur −=

Pérdidas por caudal flash no recuperado (kW)

)(5 PfhmS adoVaporSaturrev ⋅=

Pérdidas totales de la red (kW)

54321 SSSSSPérdidas ++++=

Potencia útil de la instalación (kW)

PérdidasC

PE aldcaldaciónútilInstal −

⋅=100

η



Gasto de combustible (kg / s)

Como sabemos que PCImfP caldcald ⋅= , podemos calcular mfcald como:

PCI

Pcaldmf cald =


Finalmente, una vez que se han calculado las energías de entrada y salida al sistema, el rendimiento del

mismo se calcula como sigue:

PCImf

Pérdidas

cald

Instalción ⋅−= 1η

PCI: Poder Calorífico Inferior del combustible utilizado (kJ / kg comb). La aplicación muestra

este valor para algunos combustibles, pero no para todos. Concretamente los combustibles

para los cuales el PCI es conocido son Gas Natural, Gasoleo C, Fuel, Orujillo y Propano. Para

los demás combustibles este dato debe ser introducido por el usuario.



7.1.7.1.7.1.7.1. MEJORA 1: SUSTITUCIÓMEJORA 1: SUSTITUCIÓMEJORA 1: SUSTITUCIÓMEJORA 1: SUSTITUCIÓN DE PURGADORESN DE PURGADORESN DE PURGADORESN DE PURGADORES

Con esta mejora se consigue disminuir las pérdidas del sistema, y así conseguir un mayor rendimiento de la

instalación.

Se re calculan las fugas en purgadores al introducir nuevos valores de las diferentes entalpías así como la

reducción de fugas en purgadores respecto a la situación inicial.

Caudal de fugas en purgadores en la situación mejorada (kg / s):

)100

%1(*_

iimejoradai

rreducfugpuQfugpurQfugpurg −=

%reducFugPuri: reducción de fugas. Porcentaje respecto al caudal de purga de la situación

inicial.

Es un dato del formulario propio de la mejora.

Fugas por purgadores en la situación mejorada (kW):

mejoradai

i

mejoradai hfugpurQfugpurS _

5

1

_'3 ∑=

⋅=

hfugpuri_mejorada: Entalpía de vapor de agua en la situación mejorada (kJ/kg)

Es un dato del formulario propio de mejora, que sustituye a la entalpía

hfugpuri de la situación inicial.

Pérdidas de la red en la situación mejorada (kW)

Pérdidas_mej = S1 + S2 + S3’+ S4 + S5

Gasto de combustible en la situación mejorada (kg / s)

La energía útil se conserva durante toda la instalación por tanto la única incógnita es el caudal del

combustible.

Se sabe que

100

_'

cald

mejPérdidasEPCImfP aciónutilinstal

cald η+

=⋅= , de dónde

PCIcald

mejPérdidasEmf aciónutilinstal

⋅

+=

100

_' η


PCImf

mejPérdidasmejoradoInstalción ⋅

−='

_1_η

El estudio económico de la mejora se detalla a continuación.






Ahorrocomb = (mf – mf ’)* PCI * 3600 / (4.18 * 10 ^ 7)







formulario inicial



Orujillo y Propano.









7.2.7.2.7.2.7.2. MEJORA 2: RECUPERACIMEJORA 2: RECUPERACIMEJORA 2: RECUPERACIMEJORA 2: RECUPERACIÓN DE REVAPORIZADOÓN DE REVAPORIZADOÓN DE REVAPORIZADOÓN DE REVAPORIZADO

El condensado que enviaremos al tanque flash para, además de recuperar parte del vapor, recuperar energía,

es el condensado que enviamos a desagüe.

Calor no recuperado en el tanque flash (el condensado) (kW) )(6 TambTflashCpQcondflashS −⋅⋅=

Cp = 4.18 (kJ/kgK)

Qcondflash: Caudal de condensado flash (kg/s)

Tflash: Temperatura del depósito flash (ºC)

Son datos del formulario propio de la mejora.


Pérdidas_mej = S1 + S2 + S3 + S4 + S6

Observar que desaparece S5 y hay una nueva pérdida, S6.

Potencia útil de la instalación en la situación mejorada (kW)

mejPérdidasC

PE aldcaldmejoradaaciónútilInstal _

100_ −

⋅=η



combustible.

Se sabe que

100

_'

cald


cald η+

=⋅= , de dónde

PCIcald


⋅

+=

100

_' η


PCImf


−='

_1_η














formulario inicial



Orujillo y Propano.









7.3.7.3.7.3.7.3. MEJORA 3: ELIMINAR LMEJORA 3: ELIMINAR LMEJORA 3: ELIMINAR LMEJORA 3: ELIMINAR LAMINACIONES DE VAPORAMINACIONES DE VAPORAMINACIONES DE VAPORAMINACIONES DE VAPOR

Se van a comparar los rendimientos y las pérdidas de la instalación si cambiamos la caldera considerada en

la situación inicial, la cual produce a una determinada Presión y Temperatura, por nuevas calderas de las que

habrá tantas como puntos de presión que debamos tener, siempre y cuando la demanda en cada punto

supere el 15%. Mediante este cambio evitamos laminaciones y por tanto se reducen las pérdidas en la

instalación.

La aplicación admite un máximo de cinco calderas, i.e., cinco puntos de presión.

Este cambio supone que para cada una de las calderas que se han introducido en la instalación, se tiene que

realizar de nuevo el estudio completo de la red asociada a dicha caldera. Para este fin, no se van a distinguir

varios tipos de tuberías, fugas, etc… tal y como se hacía en la situación inicial, sino que para cada red

(correspondiente a cada una de las nuevas calderas) se va a suponer un solo tipo de tubería, fuga, etc…

Veamos el estudio energético con detalle.

En primer lugar se analizan las pérdidas en cada una de las nuevas calderas.

Se considera común a las cinco (como máximo) calderas los siguientes datos del formulario de la mejora:

- Tipo de combustible y la humedad del mismo (%)

- Humedad Absoluta del Aire (kg agua / kg aire seco)

La composición de los combustible se carga de una base de datos, así como el PCI (kJ/kgcombustible) y el

A0 (aire estequiométrico necesario) (kg aire / kgcombustible) que se almacenan para ser utilizados a la hora

de realizar los cálculos.





A0 = 29 * (100/21) * OT

, Hd es el Hidrógeno disponible es el oxígeno teórico necesario para combustión completa por unidad de

combustible y H2Ocomb es el oxígeno en porcentaje en peso en la composición (la forma de calcularlos se

detalla más adelante).




seca a base húmeda, según las siguientes ecuaciones (esto es igual para todas las calderas):

C = (C’ / 100) * (1 - (ω / 100))







Agua en el Combustible (igual para todas las calderas):

H2Ocomb = (ω / 100)+ (9/8)*(O’/100)*(1 - (ω / 100))


Hidrógeno disponible por unidad de combustible (igual para todas las calderas):

Hd = (H’ / 100) * (1 - (ω / 100)) - (1/8) * (O’/ 100)*(1 - (ω / 100))



Oxígeno teórico necesario para la combustión completa (igual para todas las calderas):

OT = C / 12 + S / 32 + Hd / 4

Hasta aquí los cálculos eran iguales para todas las calderas consideradas. Ahora, para cada una de ellas los

cálculos son los siguientes:

Moles de gases salida por kg de combustible en la caldera i:

ngs_i = (C * 100) / (12 * vco2_i)

vco2_i: % en volumen de CO2 a la salida para la caldera i

Obtenido del formulario, para cada caldera i.

Índice de exceso de aire en la caldera i:

n_i = ((vo2_i * ngs_i) / (OT * 100)) + 1)

vo2_i:% en volumen de O2 a la salida para la caldera i

Obtenido del formulario, para cada caldera i.



Masa de gases secos en la caldera i:

mgs_i = (3.66 * C) + 2 * S + ((n_i -1) * OT *. 32) + (105.33 * n_i * OT) + N

Calor latente de la humedad debida a la que lleva el combustible más el aire primario en la caldera i (kJ/kg):

Hs_i = (597 + (0.45 * Tgs_i)) * 4.18

Tgs_i: Tª de gases salida en la caldera i

Es dato del formulario propio de la mejora, para cada caldera i.

Calor latente debido a la humedad de salida de los humos en la caldera i (kW)

iHshumabsAinOHcaldS combi _)0_((_1 2 ⋅⋅⋅+=



humabs: Humedad Absoluta del Aire (kg agua / kg aire seco), comun a todas las calderas

Calor de humos secos por unidad de combustible en la caldera i (kW)

iTgsimgscaldS i ___2 ⋅=

Pérdidas por inquemados sólidos y gasesos en la caldera i (kW)

−=

1001_3

_ icomb

i PCIcaldSη

icomb _η : Rendimiento de la combustión en la caldera i (%)


( )%100⋅−−=PCI

PigPisPCIcombη

Pis: inquemados sólidos y Pig: inquemados gaseosos

En segundo lugar tenemos que estudiar las pérdidas de las redes asociadas a cada una de las calderas.

Como se dijo al inicio de esta mejora, se considera una red de vapor asociada a cada una de las calderas,

pero ahora, para cada red de estas (según la pérdida que se quiera calcular) se considerará un único tipo de

tubería, de fuga, etc…

Veámoslo con detalle.

Péridas por convección y radiación en cada red i (kW)

La emisividad se considera igual en todas las redes y la misma que en la situación inicial.

- Tuberías

El usuario debe introducir la longitud total de las tuberías, la tª superficial de las tuberías y el

diámetro de las tuberías de cada red i. Esto supone, que para cada red, se asume una

temperatura y un diámetro igual a todas las tuberías de la red.

Pérdidas por convección en tuberías de la red i (kW)

)(_ TambTpAthiQconv iiituberías −⋅⋅=

Tpi: Tª superficial de pared de tubería de la red i (ºC)

Ati: Área de tuberías de la red i (m2)

hi: Coeficiente de película, el detalle de cálculo de éste se puede ver en el proceso de

cálculo de la situación inicial.

Pérdidas por radiación en tuberías de la red i (kW)

1000

)(_

4TambTpAtiQrad ii

tuberías

−⋅⋅⋅=

σε

ε : Emisividad


- Accesorios no aislados



El usuario debe introducir el área total de accesorios y la tª superficial de las accesorios no

aislados de cada red i. Esto supone, que para cada red, se asume una temperatura igual a todos

los accesorios de la red.

Pérdidas por convección en accesorios de la red i (kW)

)(_ TambTpAthiQconv iiiaccesorios −⋅⋅=

Tpi: Tª superficial de pared de accesorios de la red i (ºC)

Ati: Área de accesorio de la red i (m2)

hi: Coeficiente de película, el detalle de cálculo de éste se puede ver en el proceso de

cálculo de la situación inicial.

Pérdidas por radiación en accesorios de la red i (kW)

1000

)(_

4TambTpAtiQrad ii

accesorios

−⋅⋅⋅=

σε

ε : Emisividad


Finalmente, para cada una de las redes, las pérdidas por convección y radiación son:

iQradiQconviQradiQconviS accesoriosaccesoriostuberíastuberias _____1 +++=

Fugas por tuberías en cada red i (kW)

Para cada una de las redes, se considera que las fugas por tuberías tienen la misma entalpía.

ii hfugtubQfugtubiS ⋅=_2

ihfugtub : Entalpía de Vapor de Agua en la red i en las fugas por tuberías (kJ/kg)

iQfugtub : Caudal de Fugas en Tuberías en la red i (kg/s)

Fugas por purgadores en cada red i (kW)

Para cada una de las redes, se considera que las fugas por purgadores tienen la misma entalpía.

ii hfugopurQfugpuriS ⋅=_3

ihfugpur : Entalpía de Vapor de Agua en la red i en las fugas por purgadores (kJ/kg)

iQfugpuir : Caudal de Fugas en purgadores en la red i (kg/s)

Pérdidas por Condensados no recuperados en cada red i (kW)

En cada red se considera que todos los condensados de la misma están a la misma temperatura.

)(100

%_4 TrefTcond

norecuCpQcondiS i

ii −⋅⋅⋅=

iTcond = Tª de los condensado de la red i (ºC)

iQcond = caudal de condensados en la red i (kg / s)

Tref = Tª de referencia (ºC)



Cp = 4,18 (kJ / kg K)

inorecu% = porcentaje de condensado no recuperado en la red i (%)

Pérdidas por caudal flash no recuperado en cada red i (kW)

Caudal de Revaporizado en la red i (kg / s)

imiPfhfg

iPfhsiPihsim crev _

_)(

_)(_)(_ ⋅−=

iPihs _)( : Entalpía sensible del condensado a P inicial (líquido saturado) en la red i

(kJ/kg)

iPfhs _)( : Entalpía sensible del condensado a P final (líquido saturado) en la red i

(kJ/kg)

iPfhfg _)( : Entalpía de evaporización a P final en la red i (kJ/kg)

imc _ : Caudal de condensados de entrada al deposito flash en la red i (kg/s)

Entalpía de vapor saturado a la Presión final en la red i (kJ/kg)

iPfhfgiPfhiPfh sadoVaporSatur _)(_)(_)( −=

Pérdidas por caudal flash no recuperado en la red i (kW)

iPfhimiS adoVaporSaturrev _)(__5 ⋅=

Pérdidas en cada red i (kW) iSiSiSiSiSiPérdidas _5_4_3_2_1_ ++++=

Los últimos cálculos necesarios para ver cómo mejora la instalación al colocar laminadores en los puntos de

presión, se detalla a continuación. Se va a preguntar al usuario la demanda en kg/s de vapor generado.

Como ahora no se van a producir laminaciones del vapor, la demanda para cada red aumentará, ya que hay

que contar que anteriormente había que tener en cuenta los kg/s de vapor producido más la cantidad de

agua.

Para todos los laminadores, los siguientes datos no van a variar:

h1 = Entalpía del Vapor de Entrada al Laminador (kJ / kg)

h2 = Entalpía del Agua de Entrada al Laminador (kJ / kg)

La secuencia de cálculos para cada laminador i es la siguiente.

Demanda de vapor debido a la atemperación en cada laminador i (kg / s)

iwhh

hhónatemperaciimw

_2

21)(_−−

=

iwh_

: Entalpía del vapor de salida del laminador i (kJ / kg)



Demanda de vapor en cada laminador i (kg / s)

)(_100

_%*__ ónatemperaciimw

idemandatotalmwvmwv icald +=

mwv_total: Demanda de Vapor Total de la Instalación (kg/s)

%demanda_i: Porcentaje respecto a la demanda total para el laminador i. Ésta debe ser al

menos el 15%.

Mediante un proceso iterativo se calculará el gasto de combustible correspondiente a cada laminador. Como

primera aproximación, se calcula el gasto de combustible y el rendimiento de cada caldera:

360013

__

1 ⋅= icaldicald

mwvmf (kg / s)

++−=

PCImf

caldScaldScaldS

icald

iiiicald

*

_3_2_11

_1

_1η *100 [1]

El proceso iterativo sigue recalculando la demanda de vapor de cada laminador como:

iw

icaldicald

icaldh

PCImfmwv

_

_1

_1

_

··'

η=

Ahora, se distinguen dos casos:

- )(_' _ onatemperaciimwmwv icald > , entonces

)'( ___1

_2

icaldicaldicaldicald mwvmwvmfmf −−=

- )(_' _ onatemperaciimwmwv icald < , entonces

)'( ___1

_2

icaldicaldicaldicald mwvmwvmfmf −+=

Con icaldmf _2 se repite el proceso empezando en [1] mientras que 01,0

'

)(_

_

<icaldmwv

onatemperaciimw

Al final del proceso iterativo, obtendremos un valor del gasto de combustible para la caldera i, que

denominaremos icaldmf _ con el cual podemos calcular el rendimiento de cada caldera i:

)_3_2_11·(__ iiiicaldicald caldScaldScaldSmf −−−=η *100

El rendimiento de cada red i completa, considerando la caldera y la red de tuberías, se calcula como sigue:

( )100

_5_4_3_2_1_3_2_1

_

_

_ ⋅⋅

++++−−−−⋅=

PCImf

iSiSiSiSiScaldScaldScaldSPCImf

icald

iiiicald

iinstη

Finalmente, el rendimiento global, teniendo en cuenta las cinco redes se calcula:



∑∑==

⋅=⋅

⋅==

5

1

_

5

1

_

100100

i

icald

caldninstalació

i

icald

cald

ninstalació

global

mf

mf

mf

mf

FinalEconsumida

laciónEutilInsta ηη

η

Donde ninstalacióη es el rendimiento de la instalación en la situación inicial.

Gasto de combustible en l asituación mejorada (kg / s)

∑=

=5

1

_'i

icaldmfmf












formulario inicial



Orujillo y Propano.









7.4.7.4.7.4.7.4. MEJORA 4: REDUCCIÓN MEJORA 4: REDUCCIÓN MEJORA 4: REDUCCIÓN MEJORA 4: REDUCCIÓN DE FUGAS EN LAS TUBEDE FUGAS EN LAS TUBEDE FUGAS EN LAS TUBEDE FUGAS EN LAS TUBERÍASRÍASRÍASRÍAS

Con esta mejora se consigue disminuir las pérdidas del sistema, y así conseguir un mayor rendimiento de la

instalación.

Se recalculan las fugas en tuberías al introducir nuevos valores de las diferentes entalpías así como la

reducción de fugas en purgadores respecto a la situación inicial.

Caudal de fugas en tuberías en la situación mejorada (kg / s):

)100

%1(*_

i

imejoradai

breducfugtuQfugtubQfugtub −=

%reducFugTubi: reducción de fugas. Porcentaje respecto al caudal de purga de la situación

inicial.

Es un dato del formulario propio de la mejora.

Fugas por tuberías en la situación mejorada (kW):

mejoradai

i

mejoradai hfugtubQfugtubS _

5

1

_'2 ∑=

⋅=

hfugtubi_mejorada: Entalpía de vapor de agua en la situación mejorada (kJ/kg)

Es un dato del formulario propio de mejora, que sustituye a la entalpía

hfugtubi de la situación inicial.


Pérdidas_mej = S1 + S2’ + S3+ S4 + S5


mejPérdidasC

PE ald

caldmejoradaaciónútilInstal _100

_ −

⋅=η



combustible.

Se sabe que

100

_'

cald


cald η+

=⋅= , de dónde

PCIcald


⋅

+=

100

_' η


PCImf


−='

_1_η














formulario inicial



Orujillo y Propano.









7.5.7.5.7.5.7.5. MEJORA 5: RECUPERACIMEJORA 5: RECUPERACIMEJORA 5: RECUPERACIMEJORA 5: RECUPERACIÓN DE CONDENSADO A PÓN DE CONDENSADO A PÓN DE CONDENSADO A PÓN DE CONDENSADO A PRESIÓNRESIÓNRESIÓNRESIÓN

Al usar un tanque de condensados a presión, se modificará la pérdida por condensados no recuperados,

debido a que aumenta su Temperatura con respecto a la Temperatura de referencia.

Pérdidas por condensados no recuperados en la situación mejorada (kW)

∑=

−⋅⋅⋅⋅=N

i

ii mejTrefTcondCpnorecuQcondS1

)_(%'4

Tref_mej: Temperatura del depósito presurizado (ºC)

Los demás datos son los mismos que en la situación inicial.


Pérdidas_mej = S1 + S2 + S3+ S4’ + S5


mejPérdidasC

PE ald


_ −

⋅=η



combustible.

Se sabe que

100

_'

cald


cald η+

=⋅= , de dónde

PCIcald


⋅

+=

100

_' η


PCImf


−='

_1_η














formulario inicial



Orujillo y Propano.









7.6.7.6.7.6.7.6. MEJORA 6: CALORIFUGAMEJORA 6: CALORIFUGAMEJORA 6: CALORIFUGAMEJORA 6: CALORIFUGAR TUBERÍAS Y ACCESORR TUBERÍAS Y ACCESORR TUBERÍAS Y ACCESORR TUBERÍAS Y ACCESORIOSIOSIOSIOS

En esta mejora lo que se pretende disminuir en la medida de lo posible las pérdidas que se producen por

convección y radiación.

Se va a considerar el método simplificado para estimar las pérdidas de calor. Se basa en la temperatura del

fluido y se asume que:

• La temperatura de la superficie de la tubería (desnuda) es la misma que la del fluido.

• La temperatura del aire que la rodea (ambiente) es aproximadamente de 20 °C.

• El mecanismo de transferencia es una mezcla de radiación, conducción y convección.

Pérdidas por convección y radiación en la situación mejorada (kW)

1000'1

5

1

5

1

∑∑==

⋅+⋅= i

ii

i

ii LaccFaccLtubFtub

S

Ftubi: Factor de Pérdida de Calor en Tuberías de tipo i (W/m)

Ltubi: Longitud de tuberías de tipo i (igual que en la situación inicial)

Ftubi: Factor de Pérdida de Calor en Accesorio de tipo i (W/m)

Ltubi: Longitud equivalente de accesorio de tipo i


Pérdidas_mej = S1’ + S2 + S3+ S4 + S5


mejPérdidasC

PE ald


_ −

⋅=η



combustible.

Se sabe que

100

_'

cald


cald η+

=⋅= , de dónde

PCIcald


⋅

+=

100

_' η


PCImf


−='

_1_η














formulario inicial



Orujillo y Propano.









8.8.8.8. SISTEMAS DE AIRE COMSISTEMAS DE AIRE COMSISTEMAS DE AIRE COMSISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDOPRIMIDOPRIMIDOPRIMIDO Para conocer el balance energético o rendimiento de la instalación de una red de aire comprimido, se va a

utilizar un método directo de resolución. Al conocer la instalación se podrán medir las presiones de descarga,

los caudales volumétricos demandados, pérdidas, fugas, así como el valor de la potencia del compresor.

El valor de la potencia del circuitopotencia del circuitopotencia del circuitopotencia del circuito realrealrealreal será la suma de las potencias necesarias en cada uno de los puestos

donde se necesite el caudal de aire. Por ello la potencia va a ser la suma de las potencias individuales en

cada uno de los puestos.

Como el número de tomas es indeterminado, lo que se hace es agrupar las tomas por grupos hasta un

máximo de 10 tipos de tomas diferentes. Así, las tomas que tengan similares presión y caudal formarán parte

de un mismo grupo. Por tanto el usuario lo que tiene que introducir es el número de tomas que hay de cada

tipo, la presión y el caudal de ese tipo.

Los cálculos a realizar son los siguientes:

Potencia útil real del circuito (kW)

∑ == 10

1··'

i iii QPNPu

iN = número de tomas del tipo i

iP = presión de las tomas del tipo i (bar)

iQ = caudal de las tomas del tipo i (m3/h)

Cambio de unidades a kW:

2103600

*'Pu

Pu =

Caudal total de salida por las tomas (m3/h)

Caudal_total_tomas = ∑ =

10

1·

i ii QN

Caudal a la salida del compresor (m3/h)

1001001

__

pf

tomastotalCaudalQe

−−=

f : Fugas (% del caudal a la salida del compresor)

p: Purgas (% del caudal a la salida del compresor)

Ambos son datos del formulario introducidos por el usuario


Rend = 100⋅Pc

Pu

Pc: potencia del compresor, dato del formulario (kW)



8.1.8.1.8.1.8.1. MEJORA 1: ALIMENTACIMEJORA 1: ALIMENTACIMEJORA 1: ALIMENTACIMEJORA 1: ALIMENTACIÓN DEL AIRE A LA MÍNÓN DEL AIRE A LA MÍNÓN DEL AIRE A LA MÍNÓN DEL AIRE A LA MÍNIMA TEMPERATURA POSIIMA TEMPERATURA POSIIMA TEMPERATURA POSIIMA TEMPERATURA POSIBLEBLEBLEBLE

Energéticamente la acción de disminuir la temperatura de entrada del aire del compresor, tiene dos efectos

que se contraponen. Como primer efecto, el rendimiento volumétrico del compresor mejora al entrar un aire

mas denso, por lo tanto, el compresor trabaja mas eficientemente y da lugar a una reducción del consumo, al

mismo tiempo, el caudal que entra en el compresor es menor dado que al enfriar el aire y purgar el

condesado antes del compresor, se reducen las purgas que en caso contrarío después sería necesario purgar

en la instalación, es decir, se comprime menos caudal y mas eficientemente. El segundo efecto, supone un

aspecto negativo dado que al tener que enfriar el aire de entrada al compresor mediante un sistema externo,

este sistema tendrá consumo energético adicional que aumentará el consumo energético.

Por simplicidad en el estudio, vamos a suponer que el caudal que es necesario purgar en la situación inicial,

es igual a la suma del caudal que es necesario purgar como consecuencia del enfriamiento más el caudal

que es necesario purgar a lo largo de la instalación.


Densidad de entrada al compresor (kg / m3)

))(º15,273(08172,0

84,28

CT f

ec +⋅=ρ

Tf (ºC): Temperatura final del aire (ºC), es un dato del formulario

Caudal másico a la entrada del compresor (kg / h)

−+

+−

−

=∑

100

11

100

1

100100100

11

1

10

1

p

p

pfp

qmi

Qmec

, esto es,

∑

−+

+−

−=5

1

*

100

11

100

1

100100100

11 qmi

p

p

pfpQmec

qmi: Caudal másico individual en cada toma (kg/h), recordemos que la aplicación admite un

máximo de 10 tipos de tomas diferentes.

p1: Porcentaje entre el Caudal de aire de entrada a la instalación y la purga realizada antes

del compresor.

Caudal volumétrico a la entrada del compresor (m3/h)

ec

ecec QmQvρ1⋅=



Potencia del Compresor en la situación mejorada (kW) 3

1

212

⋅=

Qe

QePcPc

Pc2 =potencia del compresor tras la mejora (kW)

Pc1 =potencia del compresor en la situación inicial, era introducida por el usuario en el primer

formulario de toma de datos (kW)

Qe1 = Caudal a la salida del compresor en la situación inicial (m3/h)

Potencia de refrigeración (kW)

1000

16.1*

100

1

int rercambiado

ref

COP

TCpaireQmeP η

⋅

∆⋅⋅=

=

−

+⋅+=∑

100

11

1

1001001

10

1

p

pfQmqmi

Qme

ec

−

+⋅+= ∑100

11*

100100

5

1

ppfQmqmi ec

Cpaire = 0.24 (kcal / kgºC) T∆ =Descenso de la temperatura de entrada del aire al compresor (ºC)

COP = 2.5

rercambiadointη = 95%

Potencia consumida total (kW)

Pot_consumida = Pc2 + Pref

Rendimiento de la instalación tras la mejora (%)

Rend_mej = 1002

⋅+ refPPc

Pu

Los aspectos económicos se estudian igual para todas las mejoras aplicables a los sistemas de aire

comprimido, por tanto se incluyen al final del apartado para los sistemas de Aire Comprimido un apartado

final titulado “Aspectos Económicos en los Sistemas de Aire Comprimido”.



8.2.8.2.8.2.8.2. MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN MEJORA 2: REDUCCIÓN DE LA PRESIÓN DEL AIDE LA PRESIÓN DEL AIDE LA PRESIÓN DEL AIDE LA PRESIÓN DEL AIRE AL MÍNIMO PERMITIRE AL MÍNIMO PERMITIRE AL MÍNIMO PERMITIRE AL MÍNIMO PERMITIDODODODO

En este caso la mejora será la disminución de la presión mínima de trabajo, con ello se consigue un

decremento de la presión en la tuberías y por tanto en el compresor y en las fugas, por lo que todo se resume

en una reducción de fugas.



100100

*1

__2 pf

tomastotalCaudalQe

−−=

f * : Fugas (% del caudal a la salida del compresor) en la nueva situación

p: Purgas (% del caudal a la salida del compresor), se mantiene igual que en la situación

inicial.

f * (en la situación mejorada) debe ser menor que f (en la situación inicial)

Potencia del Compresor en la situación mejorada (kW) 3

1

212

⋅=

Qe

QePcPc




Qe2 = Caudal a la salida del compresor en la situación mejorada (m3/h)



Rend_mej = 1002

⋅Pc

Pu






8.3.8.3.8.3.8.3. MEJORA 3: REDUCCIÓN MEJORA 3: REDUCCIÓN MEJORA 3: REDUCCIÓN MEJORA 3: REDUCCIÓN DE FUGAS EN LAS REDEDE FUGAS EN LAS REDEDE FUGAS EN LAS REDEDE FUGAS EN LAS REDESSSS

El usuario introduce una nuevo valor de las fugas, que debe ser menor que en la situación inicial.



100100

*1

__2 pf

tomastotalCaudalQe

−−=

f * : Fugas (% del caudal a la salida del compresor) en la nueva situación.

p: Purgas (% del caudal a la salida del compresor), se mantiene igual que en la situación

inicial.

f * (en la situación mejorada) debe ser menor que f (en la situación inicial)

Potencia del Compresor (kW) 3

1

212

⋅=

Qe

QePcPc







Rend_mej = 1002

⋅Pc

Pu






8.4.8.4.8.4.8.4. MEJORA 4: INSTALMEJORA 4: INSTALMEJORA 4: INSTALMEJORA 4: INSTALAR SECADORES EFICIENAR SECADORES EFICIENAR SECADORES EFICIENAR SECADORES EFICIENTES EN REDES PARA EVTES EN REDES PARA EVTES EN REDES PARA EVTES EN REDES PARA EVITAR PURGASITAR PURGASITAR PURGASITAR PURGAS

Se pretende con la instalación de un secador más eficiente disminuir la cantidad o el caudal de purgas que se

realiza en el ciclo.



100

*

1001

__2 pf

tomastotalCaudalQe

−−=

f : Fugas (% del caudal a la salida del compresor), es igual que en la situación inicial.

p*: Purgas (% del caudal a la salida del compresor) en la nueva situación.

p* (en la situación mejorada) debe ser menor que p (en la situación inicial)

Potencia del Compresor (kW) 3

1

212

⋅=

Qe

QePcPc







Rend_mej = 1002

⋅Pc

Pu






8.5.8.5.8.5.8.5. MEJORA 5: SUSTITUCIÓMEJORA 5: SUSTITUCIÓMEJORA 5: SUSTITUCIÓMEJORA 5: SUSTITUCIÓN DEL COMPRESOR POR N DEL COMPRESOR POR N DEL COMPRESOR POR N DEL COMPRESOR POR OTRO MÁS EFICIENTEOTRO MÁS EFICIENTEOTRO MÁS EFICIENTEOTRO MÁS EFICIENTE

La sustitución del compresor por otro de mayor eficiencia supone que cambian la potencia nominal de la

instalación así como los caudales y presiones de las distintas tomas. Los porcentajes de fugas y purgas se

suponen iguales que los de la situación inicial.

Se trata de re calcular el valor de la potencia útil consumida.

Ésta será la suma de las potencias necesarias en cada uno de los puestos donde se necesite el caudal de

aire. Así la potencia va a ser la suma de las potencias individuales en cada uno de los puestos.

Como el número de tomas es indeterminado, lo que se hace para simplificar, es agrupar las tomas por

grupos hasta un máximo de 10 tipos de tomas diferentes. Así, las tomas que tengan similares presión y

caudal formarán parte de un mismo grupo. Por tanto el usuario lo que tiene que introducir es el número de

tomas que hay de cada tipo, la presión y el caudal de ese tipo.

Los cálculos a realizar son los siguientes:

Potencia útil real del circuito en la situación mejorada (kW)

∑ == 10

12 **·*·i iii QPNPu

iN * = número de tomas del tipo i en la nueva situación

iP * = presión de las tomas del tipo i (bar) en la nueva situación

iQ * = caudal de las tomas del tipo i (m3/h) en la nueva situación

Caudal total de salida por las tomas en situación mejorada

Caudal_total_tomas_mej = ∑ =

10

1**·

i ii QN


1001001

___2 pf

mejtomastotalCaudalQe

−−=

f : Fugas (% del caudal a la salida del compresor).

p: Purgas (% del caudal a la salida del compresor)

ambos son datos introducidos por el usuario en el formulario de la situación inicial


Rend_mej = 1002

2 ⋅Pc

Pu

Pc2: potencia del nuevo compresor, dato del formulario



8.6.8.6.8.6.8.6. MEJORA 6: INMEJORA 6: INMEJORA 6: INMEJORA 6: INSTALACIÓNSTALACIÓNSTALACIÓNSTALACIÓN DE VARIADORES DE FREDE VARIADORES DE FREDE VARIADORES DE FREDE VARIADORES DE FRECUENCIA EN COMPRESORCUENCIA EN COMPRESORCUENCIA EN COMPRESORCUENCIA EN COMPRESORESESESES

Para realizar el método de cálculo el usuario debe introducir los ahorros en consumo (%) del compresor al

introducir el variador.


)100/1(2 ACPcPc −⋅=

AC = ahorro de potencia del compresor al introducir los variadores de frecuencia (%), es un

dato del formulario de la mejora


Rend_mej = 1002

⋅Pc

Pu






8.7.8.7.8.7.8.7. ASPECTO ECONÓMICO DEASPECTO ECONÓMICO DEASPECTO ECONÓMICO DEASPECTO ECONÓMICO DE LOS SISTEMAS DE AIRELOS SISTEMAS DE AIRELOS SISTEMAS DE AIRELOS SISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDO.COMPRIMIDO.COMPRIMIDO.COMPRIMIDO.

Ahorro de potencia consumida (kW)

Ahorro = Potencia consumida Inicial – Potencia Consumida Final

Potencia consumida Inicial = Pc1

Potencia Consumida Final = Pc2, salvo en la mejora 1 (alimentación del aire a la mínima temperatura)

dónde es

Potencia Consumida Final= Pc2 + Pref.

Ahorro de potencia consumida (%)

Ahorro (%) = ((Potencia consumida Final – Potencia Consumida Inicial)/ (Potencia Consumida Inicial)

*100


Ahorro * Funcionamiento Anual














9.9.9.9. ANEXO 1. CÁLCULO DE ANEXO 1. CÁLCULO DE ANEXO 1. CÁLCULO DE ANEXO 1. CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS POR PARLAS PÉRDIDAS POR PARLAS PÉRDIDAS POR PARLAS PÉRDIDAS POR PAREDES EN CALDERA, HOREDES EN CALDERA, HOREDES EN CALDERA, HOREDES EN CALDERA, HORNOS Y SECADEROSNOS Y SECADEROSNOS Y SECADEROSNOS Y SECADEROS Hacemos la hipótesis de que la superficie que esté pegada al suelo no irradia.

Forma Cilíndrica Horizontal:Forma Cilíndrica Horizontal:Forma Cilíndrica Horizontal:Forma Cilíndrica Horizontal: (Tamb es la Tª ambiente, viene del formulario)

Pérdidas convectivas en tapa de quemadores en (kJ/s):

Qconv1 = (1.52 * ((Tp1 – Tamb) ^ 1.25) * π * (D ^ 2) / 4) * 4.18 / 3600

Tp1: Tª de la tapa de quemadores

Pérdidas convectivas en tapa de salida de humos en (kJ/s):

Qconv2 = (1.52 * ((Tp2 – Tamb) ^ 1.25) * π * (D ^ 2) / 4) * 4.18 / 3600

Tp2: Tª de la tapa de salida de humos

Pérdidas convectivas en generatriz (kJ/s):

Qconv3 = ((3.52 * (D ^ 0.75) * ((Tp3 – Tamb) ^ 1.25) * L) * 4.18) / 3600

Tp3: Tª de la generatriz cilíndrica

Calor por Convección (kJ/s):

Qconv = Qconv1 + Qconv2 + Qconv3

Pérdidas por radiación en tapa quemadores (kJ/s):

Qrad1 = (4.84 * 10^-8) * (E) * ((Tp1+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4) * π * (D ^ 2) * (4.18/3600) / 4

D: diámetro, viene del formulario

E: emisividad, se obtiene del formulario

Pérdidas por radiación en tapa salida de humos (kJ/s):

Qrad2 = (4.84 * 10^-8) * (E) * ((Tp2+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4) * π * (D ^ 2) * (4.18/3600) / 4

Pérdidas por radiación en la generatriz (kJ/s):

Qrad3 = (4.84 * 10^-8) * (E) * ((Tp3+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4) * π * D * L * (4.18/3600)

L: longitud, viene del formulario

Calor por Radiación (kJ/s):

Qrad=Qrad1+Qrad2+Qrad3

Forma Cilíndrica Vertical:Forma Cilíndrica Vertical:Forma Cilíndrica Vertical:Forma Cilíndrica Vertical: (Tamb es la Tª ambiente, viene del formulario)

La tapa superior puede ser la de quemadores o la de salida de humos.

Pérdidas convectivas en tapa superior en (kJ/s):

Qconv1 = (2.15 * ((Tp1 – Tamb) ^ 1.25) * π * (D ^ 2) / 4) * 4.18 / 3600

Tp1: Tª de tapa superior

Pérdidas convectivas en generatriz (kJ/s):

Qconv3 = (1.52 * ((Tp3 – Tamb) ^ 1.25) * π * D * L) * 4.18 / 3600

Tp3: Tª de la generatriz cilíndrica




Qconv = Qconv1 + Qconv3

Pérdidas por radiación en tapa superior (kJ/s):

Qrad1 = (4.84 * 10^-8) * (E) * ((Tp1+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4) * π * (D ^ 2) * (4.18/3600) / 4

Pérdidas por radiación en la generatriz (kJ/s):

Qrad3 = (4.84 * 10^-8) * (E) * ((Tp3+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4) * π * D * L * (4.18/3600)


Qrad = Qrad1 + Qrad3

Forma Plana Horizontal:Forma Plana Horizontal:Forma Plana Horizontal:Forma Plana Horizontal: (Tamb es la Tª ambiente, viene del formulario)

Pérdidas convectivas en tapa de quemadores en (kJ/s):

Qconv1 = 1.52 * ((Tp1 – Tamb) ^ 1.25) * l1 * l2 * 4.18 / 3600

Tp1: Tª de la tapa de quemadores

l1: altura

l2: lado

Pérdidas convectivas en tapa de salida de humos en (kJ/s):

Qconv2 = 1.52 * ((Tp2 – Tamb) ^ 1.25) * l1 * l2 * 4.18 / 3600

Tp2: Tª de la tapa de salida de humos

Pérdidas convectivas en superficie superior en (kJ/s):

Qconv4 = 2.15 * ((Tp4 – Tamb) ^ 1.25) * L * l2 * 4.18 /3600

Tp4: Tª de la tapa de superficie superior

L: longitud

Pérdidas convectivas en superficies laterales en (kJ/s):

Qconv5 = 1.52 * ((Tp5 – Tamb) ^ 1.25) * L * l1 * 2 * 4.18 / 3600

Tp5: Tª de la tapa de superficie lateral


Qconv = Qconv1+Qconv2+Qconv4+Qconv5

Pérdidas por radiación en tapa quemadores en (kJ/s):

Qrad1 = (4.84 * 10^-8) * (E) * l1 * l2 * ((Tp1+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4) * 4.18/3600

E: emisividad

Pérdidas por radiación en tapa salida de humos en (kJ/s):

Qrad2 = (4.84 * 10^-8) * (E) * l1 * l2 * ((Tp2+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4) * 4.18/3600

Pérdidas por radiación superficie superior en (kJ/s):

Qrad4 = (4.84 * 10^-8) * (E) * L * l2 * ((Tp4+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4) * 4.18/3600

Pérdidas por radiación superficies laterales en (kJ/s):

Qrad5 = ((4.84 * 10^-8) * (E) * L * l1 * ((Tp5+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4)) * 2 * 4.18/3600




Qrad = Qrad1+Qrad2+Qrad4+Qrad5

Forma Plana Vertical:Forma Plana Vertical:Forma Plana Vertical:Forma Plana Vertical: (Tamb es la Tª ambiente, viene del formulario)

La tapa superior puede ser la de quemadores o la de salida de humos.

Pérdidas convectivas en la superficie superior (kJ/s):

Qconv2 = 2.15 * ((Tp2 – Tamb) ^ 1.25) * l1 * l2 * 4.18 / 3600

Tp2: Tª de la superficie superior

l1: ancho

l2: fondo

Pérdidas convectivas laterales en (kJ/s):

Qconv4 = ((1.52 * ((Tp4 – Tamb) ^ 1.25) * l1 * L) + (1.52 * ((Tp4 – Tamb) ^ 1.25) * l2 * L)) * 2 *

4.18 / 3600

Tp4: Tª de la superficie lateral

L: altura


Qconv = Qconv2+Qconv4

Pérdidas por radiación en la superficie superior (kJ/s):

Qrad2 = (4.84 * 10^-8) * (E) * l1 * l2 * ((Tp2+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4) * 4.18/3600

Pérdidas por radiación en la superficie lateral (kJ/s):

Qrad4 = (((4.84 * 10^-8) * (E) * L * l1 * ((Tp4+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4)) + ((4.84 * 10^-8) * (E)

* L * l2 * ((Tp4+273) ^ 4 – (Tamb+273) ^ 4))) * 2 * 4.18/3600


Qrad = Qrad2+Qrad4

Para cualquiera de las formas, las pérdidas por las paredes son:

Pérdidas por paredes:Pérdidas por paredes:Pérdidas por paredes:Pérdidas por paredes:

Qconv + Qrad



10.10.10.10. ANEXO DANEXO DANEXO DANEXO DE TABLAS PARA LAS REE TABLAS PARA LAS REE TABLAS PARA LAS REE TABLAS PARA LAS REDES DE VAPOR.DES DE VAPOR.DES DE VAPOR.DES DE VAPOR.

manual de procesos de calculov15 · 2016-07-07 · 4.4. 4.4. mejora 4: precalentamejora 4:...

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