Torre de refrigeración - Velocidad variable Merkel

CoolingTower:VariableSpeed:Merkel

Usado en:

Circuito de condensación, lado de suministro

La torre de velocidad variable Merkel se basa en la teoría de Merkel y es similar a los modelos de una y dos velocidades. La torre húmeda abierta se modela como intercambiador a contracorriente con un ventilador de velocidad variable que aspira aire, en configuración de tiro inducido. También incluye un régimen de convección libre con el ventilador apagado.

La teoría de Merkel se modifica con ajustes desarrollados por Scheier para variar la eficacia de transferencia según la temperatura de bulbo húmedo y los caudales actuales de aire y agua. Se requieren curvas de rendimiento o tablas de consulta para describir los tres factores.

En torres multicelda, los datos de capacidad y caudales de aire y agua corresponden a la torre completa.

General

Nombre

Nombre único asignado a la torre. Si está duplicado, el software lo ajusta automáticamente.

Tipo de torre de refrigeración

Puede seleccionar entre 4 tipos:

1-Una velocidad
2-Dos velocidades
3-Velocidad variable (Merkel) (descrita en esta página de ayuda)
4-Velocidad variable

Modo de pérdida por evaporación

Selecciona el método para modelar el agua evaporada por la torre. Hay dos opciones:

1-Salida saturada o
2-Factor de pérdida.

El valor predeterminado es 1-Salida saturada. El factor definido por el usuario se introduce en Factor de pérdida por evaporación, más abajo. Si se supone que el aire de salida está saturado, la evaporación puede calcularse directamente mediante cálculos de aire húmedo con los datos del modelo, sin más entradas.

Factor de pérdida por evaporación

Especifica la tasa de agua evaporada de la torre y perdida al aire exterior (en %/K o %/F). Solo está disponible si el modo de pérdida por evaporación anterior está en 2-Factor de pérdida. La pérdida se calcula como fracción del caudal de agua de condensación circulante y varía con su cambio de temperatura. La tasa equivale a este valor por cada grado Kelvin de descenso. Los valores típicos van de 0.15 a 0.27 (%/K). El predeterminado es 0.2.

Porcentaje de pérdida por arrastre

Es la tasa de agua perdida en el aire de salida como gotas arrastradas (%), expresada como porcentaje del caudal de agua de condensación. En torres con separadores eficientes suele estar entre 0.002 y 0.2% del caudal. El valor predeterminado es 0.008%.

Factor de dimensionamiento

Factor de dimensionamiento aplicado cuando los datos de diseño del componente se dimensionan automáticamente. Los cálculos se realizan normalmente y el resultado se multiplica por el factor, permitiendo dimensionarlo para parte de la carga de diseño.

Consulte también la sección Dimensionamiento automático de componentes HVAC

Caudal de aire

Caudal de aire de diseño

Caudal de aire de diseño inducido por el ventilador a plena velocidad (en m³/s o ft3/min). Puede calcularse automáticamente a partir del factor escalable del campo siguiente.

Caudal de aire de diseño por capacidad nominal

Factor para calcular automáticamente el caudal de diseño a partir de la capacidad nominal, en m3/s/W. El valor predeterminado es 2.76316*105.

Relación mínima de caudal de aire

El ventilador puede funcionar entre esta relación mínima y 1.0, correspondiente al caudal máximo de diseño. Por debajo se supone convección libre y ventilador apagado. Debe ser mayor o igual que 0.1 y menor o igual que 0.5.

Método de entrada de rendimiento

Permite seleccionar cómo se especifica el rendimiento de la torre. Hay dos opciones:

1-Capacidad nominal donde deben introducirse capacidad nominal y capacidad nominal en convección libre .
2-UA y caudal de agua de diseño requiere introducir valores UA de diseño y caudales de agua y aire de diseño.

Caudal de agua

Caudal de agua de diseño

Es el caudal de agua de diseño a través de la torre (en m³/s o gal/min). Es el caudal del agua del circuito de condensación enfriada por la torre, no el del agua pulverizada por fuera del serpentín. Si el método de entrada de rendimiento se especifica como 2-UA y caudal de agua de diseño, debe definirse un caudal mayor que cero o dimensionarlo automáticamente. En ese caso se deriva de la carga de diseño que debe rechazarse y la diferencia de temperatura del circuito. Si el método de entrada de rendimiento se especifica como 1-Capacidad nominal, el modelo supone automáticamente un caudal de 5.382E-8 m3/s por W de capacidad de torre.

Caudal de agua de diseño por capacidad nominal

Factor escalable para el caudal de agua de diseño según capacidad nominal (m3/s/W o (gal/min)/(Btu/h)). El predeterminado es 5.382*108 m3/s/W. Solo se utiliza si el caudal de aire de diseño se establece en Autosize y el método de entrada de rendimiento es 1-Capacidad nominal. Si el método de entrada de rendimiento es 2-UA y caudal de agua de diseño , el caudal de diseño procede del dimensionamiento de la instalación.

Producto del factor U por el área

UA al caudal de aire de diseño

Es el producto del coeficiente de transferencia por el área (UA) (en W/K o Btu/h-F) correspondiente a los caudales de diseño anteriores. Si el método de entrada de rendimiento es 2-UA y caudal de agua de diseño, debe definirse un UA mayor que cero y menor o igual que 300,000 W/K, o dimensionarlo automáticamente. En ese caso se deriva de la carga de diseño que debe rechazar el circuito de condensación y su diferencia de temperatura, suponiendo agua de entrada a 35°C y aire de entrada a 35°C de bulbo seco y 25.6°C de bulbo húmedo.

Curva modificadora de UA en función de la relación de caudal de aire

Seleccione la curva que describe cómo varía UA con la relación entre caudal de aire actual y de diseño. Su resultado multiplica UA de diseño, junto con los otros dos modificadores, para ajustarlo al caudal. Debe tener una variable independiente y normalizarse a 1.0 para una relación de 1.0.

Curva modificadora de UA en función de la diferencia de bulbo húmedo

Seleccione la curva que describe cómo varía UA con la temperatura actual de bulbo húmedo. Su resultado multiplica UA de diseño, junto con los otros dos modificadores, para ajustar diferencias respecto a 25.56°C (78°F). La variable independiente es el bulbo húmedo de diseño menos el exterior actual, en grados Celsius. Debe tener una variable y normalizarse a 1.0 para diferencia 0.0.

Curva modificadora de UA en función de la relación de caudal de agua

Seleccione la curva que describe cómo varía UA con la relación entre caudal de agua actual y de diseño. Su resultado multiplica UA de diseño, junto con los otros dos modificadores, para ajustar las diferencias de caudal. Debe tener una variable independiente y normalizarse a 1.0 para una relación de 1.0.

Capacidad

Capacidad nominal

Se utiliza cuando el método de entrada de rendimiento es 1-Capacidad nominal. Es la capacidad nominal de rechazo de calor (en W o Btu/h), con agua de entrada a 35°C (95°F), salida a 29.4°C (85°F), aire de entrada a 25.6°C (78°F) de bulbo húmedo y 35°C (95°F) de bulbo seco.

La relación de dimensionamiento entre rechazo y capacidad nominal se aplica a esta capacidad para obtener el rechazo real en esas condiciones. El campo puede dimensionarse automáticamente.

Relación de dimensionamiento entre rechazo de calor y capacidad nominal

Se utiliza cuando el método de entrada de rendimiento es 1-Capacidad nominal, es la relación entre el rechazo real de la torre y su capacidad nominal, definida con agua de entrada a 35C (95F), salida a 29.4C (85F), aire de entrada a 25.6C (78F) de bulbo húmedo y 35C (95F) de bulbo seco. Históricamente se ha fijado en 1.25 suponiendo que la torre debe disipar 0.25 W de potencia de compresor por cada vatio retirado en el evaporador. El valor predeterminado es 1.25.

Potencia del ventilador

Potencia de ventilador de diseño

Potencia del ventilador (en W) al caudal de diseño máximo. Debe ser mayor que cero o calcularse automáticamente mediante el factor del campo siguiente y la capacidad nominal.

Potencia de ventilador de diseño por capacidad nominal

Factor utilizado para calcular la potencia de diseño a partir de la capacidad nominal, en W/W. Solo se usa si el campo anterior se calcula automáticamente. El valor predeterminado es 0.0105.

Curva modificadora de potencia de ventilador según relación de caudal

Seleccione la curva que describe la relación entre potencia actual y de diseño en función de la relación de caudal actual y de diseño. Debe tener una variable, normalmente cúbica, y normalizarse a 1.0 para una relación de caudal de 1.0.

Temperatura

Temperatura de bulbo seco de entrada de diseño

Temperatura de bulbo seco del aire de entrada (en ˚C o °F) en condiciones de diseño. Debe corresponder a los valores de diseño de salto, aproximación y caudales de agua y aire indicados en el cuadro. El mínimo es 20˚C y el predeterminado 35˚C.

Temperatura de bulbo húmedo de entrada de diseño

Temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada (en ˚C o °F) en condiciones de diseño. Debe corresponder a los valores de diseño de salto, aproximación y caudales de agua y aire indicados. El mínimo es 20˚C y el predeterminado 25.6˚C.

Temperatura de aproximación de diseño

Temperatura de aproximación de la torre (en ˚C o °F) en condiciones de diseño: temperatura del agua de salida menos temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada. Debe corresponder a los demás valores de diseño de temperatura y caudal de la torre. Debe ser mayor que 0˚C; el valor predeterminado es 3.9˚C.

Salto de temperatura de diseño

Salto de temperatura (en ˚C o °F) en condiciones de diseño: temperatura del agua de entrada menos la de salida. Debe corresponder a los demás valores de diseño de temperatura y caudal. Debe ser mayor que 0˚C; el valor predeterminado es 5.6˚C.

Régimen de convección libre

Capacidad nominal en convección libre

Capacidad nominal de rechazo (en W o Btu/h) en convección libre, con agua circulando y ventilador apagado, agua de entrada a 35C (95F), salida a 29.4C (85F) y aire de entrada a 25.6C (78F) de bulbo húmedo y 35C (95F) de bulbo seco. La relación entre rechazo y capacidad nominal se aplica para obtener el rechazo real en esas condiciones.

Si no desea modelar convección libre, establezca la capacidad en 0.0. Si es mayor que cero, el caudal de aire en convección libre también debe ser mayor que cero. Puede calcularse automáticamente como una fracción de la capacidad nominal determinada en el campo siguiente.

Advertencia: Debido a un error conocido de EnergyPlus 8.9, al utilizar la opción 2-UA y caudal de agua de diseño método de entrada de rendimiento y establecer UA al caudal de aire de diseño en «Autosize», debe establecer capacidad nominal en convección libre en «Autocalculate». Tendrá que cambiar el método de entrada de rendimiento a 1-Capacidad nominal para verlo, pero recuerde volver a 2-UA y caudal de agua de diseño después de comprobarlo.

Factor de dimensionamiento de capacidad nominal en convección libre

Introduzca el factor para calcular la capacidad de convección libre. El valor predeterminado es 0.1.

Caudal de aire en convección libre

Es el caudal de aire (en m³/s o ft3/min) en convección libre, con agua circulando y ventilador apagado. Debe ser menor que el caudal de aire de diseño. Puede calcularse automáticamente como una fracción del caudal de aire de diseño determinada en el campo siguiente.

Si no desea modelar convección libre y utiliza la opción método de entrada de rendimiento 2-UA y caudal de agua de diseño , establezca este campo en 0.0. En cambio, si establece UA al caudal de aire en convección libre o Capacidad nominal en convección libre por encima de cero, el caudal de aire en convección libre también debe ser mayor que 0.0.

Factor de dimensionamiento del caudal de aire en convección libre

Factor utilizado para calcular el caudal de aire en convección libre. El valor predeterminado es 0.1.

UA al caudal de aire en convección libre

Es el producto del coeficiente de transferencia por área (W/K o Btu/h-F) en convección libre, con agua circulando y ventilador apagado. Si el método de entrada de rendimiento se establece en 2-UA y caudal de agua de diseño, debe definirse un UA mayor que cero y menor o igual que 300,000, o dimensionarlo automáticamente. En ese caso se deriva de la carga de diseño del circuito de condensación y su diferencia de temperatura, suponiendo agua de entrada a 35C y aire a 35C de bulbo seco y 25.6C de bulbo húmedo. Si el método de entrada de rendimiento es 1-Capacidad nominal, EnergyPlus calcula automáticamente UA a partir de la capacidad especificada en capacidad en convección libre.

Factor de dimensionamiento de UA en convección libre

Factor para calcular UA en convección libre. El predeterminado es 0.1. Solo se utiliza si el campo anterior se calcula automáticamente y el método de entrada de rendimiento es 2-UA y caudal de agua de diseño.

Ajustes del calefactor de balsa

Capacidad del calentador de la bandeja

Es la capacidad del calefactor eléctrico de balsa (en W/K o Btu/h-F). Se utiliza junto con la temperatura de consigna del calefactor de balsa siguiente. La potencia eléctrica es este valor multiplicado por la diferencia entre la consigna y la temperatura exterior de bulbo seco. El calefactor solo funciona con el ventilador apagado y sin agua circulando, independientemente de su programación. La capacidad debe ser mayor o igual que cero; el valor predeterminado es cero.

Consigna de temperatura del calentador de la bandeja

Consigna (˚C o ˚F) del calefactor eléctrico. Se activa cuando la temperatura exterior de bulbo seco cae por debajo, siempre que el ventilador esté apagado y no circule agua. Debe ser mayor o igual que 2˚C; el valor predeterminado es 2˚C.

Programación de funcionamiento del calentador de la bandeja

Es la programaciónde funcionamiento. Se supone de encendido/apagado y el calefactor está disponible cuando su valor supera 0. Funciona si está programado y la temperatura exterior de bulbo seco es inferior a la consigna. Independientemente de la programación, solo funciona con ventilador apagado y sin agua circulando.

Purga

Modo de cálculo de purga

Especifica el método para determinar la tasa de purga. Hay dos opciones:

1‑Relación de concentración o
2‑Caudal programado.

La elección determina cuál de los dos modelos se utiliza. El predeterminado es 1‑Relación de concentración.

Relación de concentración de purga

Ajusta dinámicamente el caudal de purga en función de la evaporación. La purga es el agua extraída deliberadamente para compensar la acumulación de sólidos causada por la evaporación. Es un valor adimensional que representa la relación entre sólidos en agua de purga y en agua de reposición. Los valores típicos son de 3 a 5; el predeterminado es 3.

Programación de consumo de agua de reposición por purga

Es la programación que define la cantidad de agua (solo en m³/s) extraída periódicamente de la balsa para eliminar incrustaciones y otros contaminantes. Solo se usa si el modo de cálculo de purga está en 2‑Caudal programado. La cantidad depende de la calidad del agua de reposición y de la ubicación. Los valores típicos van de 0.0002 a 0.0013 m³/s (17.3 a 112.3 m³/día). Este consumo se suma a las pérdidas por evaporación o arrastre. Como la purga se produce con alta concentración de contaminantes, solo ocurre cuando la torre está activa y circula agua, independientemente de la programación.

Ajustes de torre multicelda

Torre multicelda

Permite definir una torre de varias celdas.

Número de celdas

Número de celdas de la torre multicelda.

Control de celdas

Especifica el método de control del número de celdas para cubrir la carga. Las opciones son:

1‑Mínimo de celdas - utiliza el mínimo de celdas necesario; las demás se apagan y no reciben agua. Intenta utilizar las menos posibles, sin permitir que el caudal por celda supere el máximo definido por fracción máxima de caudal de agua por celda.
2‑Máximo de celdas - enciende el máximo posible de celdas, sin permitir que el caudal por celda caiga por debajo del mínimo indicado por fracción mínima de caudal de agua por celda.

Fracción mínima de caudal de agua por celda

Es la fracción mínima permitida del caudal de diseño. Caudales menores suelen causar problemas de distribución: la presión en las boquillas es demasiado baja para pulverizar correctamente y no se moja todo el relleno. El valor predeterminado es 0.33.

Fracción máxima de caudal de agua por celda

Fracción máxima permitida del caudal de agua de diseño. El valor predeterminado es 2.5.