Para proporcionar algo de redundancia en el diseño de HVAC, la mayoría de los diseñadores requerirán dos o más enfriadores. Múltiples enfriadores también ofrecen la oportunidad de mejorar el rendimiento general de la carga de la parte del sistema y
Reducir el consumo de energía. Las plantas de enfriadores paralelas son directas para diseñar y se modifican fácilmente para un flujo primario variable.
Operación básica
La figura a continuación muestra una planta paralela de enfriadores refrigerados por agua. El agua refrigerada se distribuye por el agua fría o la bomba primaria a través de ambos enfriadores a la carga y de regreso a los enfriadores. El circuito de agua frío puede
ser flujo constante o flujo variable. Los sistemas de flujo variable aumentan la complejidad pero ofrecen un ahorro significativo en el trabajo de la bomba. También resuelven el problema sobre la secuencia de enfriadores que ocurre con enfriadores paralelos, flujo constante.
Los sistemas de flujo variable están cubiertos en sistemas primarios/secundarios y diseño de flujo primario variable. Se requiere un bucle de condensador para enfriadores refrigerados por agua. Esto incluye una bomba de condensador, tuberías y una torre de enfriamiento o enfriador de circuito cerrado. El bucle del condensador funciona cada vez que funcionan los enfriadores.
Para los sistemas de flujo constante, el rango de temperatura del agua fría varía directamente con la carga. Dependiendo de la diversidad de la carga, el rango de temperatura de diseño del enfriador será menor que el rango de temperatura visto en cada carga. En este caso, el rango de temperatura del enfriador es de 8 ° F, mientras que el rango de bobina de enfriamiento es de 10 ° F. El resultado general es el aumento de la bomba de agua fría y el costo de capital de la tubería más un costo de bombeo anual más alto.
Componentes básicos
Parallel chillers experience the same percent load. For example, consider a chiller plant with a 100-ton and a 1000-ton chiller operating at 50% capacity. With both chillers operating, both chillers will operate at 50% capacity. The 100-ton chiller will be at 50 tons and the 1000-ton chiller will be at 500 tons. This occurs as long as the flows don’t change (i.e,. variable primary flow) and both chillers see the same return water temperature.
enfriadores
En la mayoría de los casos, la suma de las capacidades del enfriador cumple con el diseño para el edificio o el proceso. Se puede agregar capacidad adicional, si es necesario, sobresaliendo los enfriadores. Es común que los enfriadores paralelos tengan el mismo tamaño y tipo, aunque esto no es un requisito. Se pueden usar enfriadores refrigerados por agua, refrigerado por aire o refrigerados evaporativamente. El aire y los enfriadores refrigerados por evaporación no requieren un circuito de condensador que incluya tuberías, torre de enfriamiento y bomba.
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Las bombas pueden ser constantes o de flujo variable. La bomba de agua fría está dimensionada para el caudal de diseño. La figura a continuación muestra una bomba de agua enfriada principal que proporciona flujo a ambos enfriadores. Un método alternativo es tener dos bombas más pequeñas que sirvan enfriadores dedicados. La figura a continuación también muestra bombas de condensador dedicadas y torres de enfriamiento para cada enfriador. Las bombas y las tuberías tienen el tamaño del flujo de condensador de diseño para cada enfriador. Cada vez que funciona el enfriador, la bomba del condensador funciona.
Torres de enfriamiento
Los enfriadores refrigerados por agua requerirán torres de enfriamiento. La figura anterior muestra torres de enfriamiento dedicadas para cada enfriador. Una torre de enfriamiento común también es posible pero no común para los enfriadores paralelos.
Secuencia de operación en enfriamiento paralelo
Parallel chiller plants create a unique situation when used in a constant flow system. Consider the system operating at 50%. From a chiller performance aspect, turning off one chiller and operating the other at full capacity is desirable. However, this will not happen. At 50% capacity, the return water will be 49°F. The chiller that is turned off will let the water pass through it unchanged. The operating chiller will only see a 50% load (49°F return water), and will cool the water down to the set point of 44°F. The two chilled water streams will then mix to 46.5°F supply temperature.
If the system is operated in this manner, the warmer chilled water will cause the control valves to open (increase flow) to meet the space requirements. An iterative process will occur and the system may stabilize. The issue is whether the cooling coils can meet the local loads with the higher chilled water temperature. Depending on the actual design conditions, the building sensible load could be met but high chilled water temperature will make it difficult to meet the latent load. Since this scenario is likely to occur during intermediate weather, dehumidification may not be an issue. In areas where humidity is an issue, this arrangement can result in high humidity within the space.
Una solución es operar ambos enfriadores todo el tiempo. Esto funciona y es una solución simple, sin embargo, no es eficiente energéticamente y causa un desgaste de equipos innecesarios.
Otra posibilidad es reducir el punto de ajuste del enfriador operativo para compensar la temperatura mixta del agua. Esto también funciona pero tiene algunas dificultades. Bajar el punto de ajuste de agua refrigerada requiere que el enfriador trabaje más duro, reduciendo su eficiencia. En condiciones extremas, puede causar problemas de estabilidad del enfriador.
No se recomienda agregar válvulas de aislamiento para detener el flujo a través de una enfriadora cuando no está funcionando para un sistema de flujo constante. Es poco probable que la bomba pueda proporcionar un flujo de diseño si toda el agua fría se dirige a través de solo un enfriador. La bomba montará su curva y se producirá una pérdida de flujo. Sin flujo de diseño, es poco probable que todas las cargas individuales reciban sus flujos requeridos. En caso de que la bomba pueda proporcionar el flujo a través de una enfriadora, se puede exceder la velocidad de flujo máxima permitida para el enfriador, lo que resulta en un daño grave al enfriador.
La respuesta segura es operar ambos enfriadores todo el tiempo que se requiere agua fría, sin embargo, esto es tan costoso como operar una planta de una sola enfriadora. La puesta en escena en las bombas y las torres de enfriamiento es similar a la descrita para enfriadores individuales.
Ejemplo de planta enfriadora en paralelo
Considere el mismo edificio de modelo utilizado en el ejemplo de un solo enfriador. El rendimiento de la carga de diseño es idéntico a la planta de un solo enfriador. Hay pequeños cambios en aplicaciones reales cuando se usan dos enfriadores en lugar de uno. Por ejemplo, no es probable que las selecciones de bombeo y enfriadores ofrezcan un rendimiento idéntico, aparte de ser la mitad del tamaño.
Lo que es más interesante es que el uso anual de energía es el mismo para enfriadores individuales y paralelos. Esto ocurre porque ambos enfriadores fueron operados para proporcionar agua fría de suministro de 44 ° F en cualquier carga de planta. Con ambos enfriadores funcionando, todas las bombas y torres también tuvieron que funcionar. No hubo oportunidad de usar solo un enfriador en cargas de luz, apagar una torre y bomba del condensador y cambiar el enfriador único más arriba en su curva de rendimiento.
Esto podría lograrse cambiando al flujo primario variable, lo que permitiría aislarse un enfriador a las cargas de luz, así como reducir el tamaño de la bomba de agua fría y reducir su costo operativo.
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