Cuando la instalación consta de varios evaporadores, y que queremos sacar provecho de las ventajas del régimen inundado, se equipa la instalación con una bomba de fluido refrigerante.
Esta bomba, de tipo centrífuga, es montada siempre en carga, es decir, por debajo del nivel del líquido. Esto permite, con un buen dimensionado de la tubería de aspiración, evitar la evaporación del fluido a la entrada de la bomba, lo que provocaría la interrupción del caudal y el deterioro de la bomba.
El caudal asegurado por la bomba es, en principio, de 2 a 6 veces superior al caudal másico del vapor que sale del conjunto de los evaporadores. Hablamos entonces de una tasa de circulación (Te) de 2 a 6. La Te de 2 y 3 conviene para los HFC, mientras que el NH3 necesita un Te de 3 a 5, incluso 6 o 7 si el evaporador es alimentado por arriba.
La tubería de retomo transporta pues una mezcla líquido-vapor hacia el depósito separador.
La presión en la salida de la bomba debe ser capaz de vencer el conjunto de pérdidas de carga engendradas por el distanciamiento de los evaporadores. Esta presión tiene en cuenta el bucle que presenta la más fuerte pérdida de carga (a menudo el evaporador más alejado), e incluye la pérdida de carga de la tubería de "ida" + la caída de presión en el ajustador (0,5 a 1 bar en principio) + el evaporador + los tubos de "retomo" al separador de líquido.
Un regulador ajusta el caudal de cada evaporador
El ciclo de esta instalación, muy utilizada en el frío industrial, está representado en la seguinte imagen
La presión del punto 6 y del punto 7 puede ser leída en los manómetros situados en la aspiración y en la descarga de la bomba (Pa et Pr). El título del punto 9 es evaluado en función del caudal de la bomba.
Si la Te es de 3; el título x es:
Si la Te es de 3; el título x es:
Lo que significa que 2/3 del fluido que sale del evaporador está en estado líquido.
Comprendemos que la superficie interna de los tubos está esencialmente mojada por el líquido y el intercambio térmico optimizado.
Ejemplo:
- El fluido utilizado es el R 717,
- La potencia frigorífica es de 116 kW,
- La temperatura de evaporación es de -15 oC,
- El calor latente de evaporación (lv) del R 717 a -15 oC es de 1311,2 kJ/kg,
- La tasa de circulación Te es de 5.
Cálculo del caudal evaporado:
Qe = Oo/lv = 116/ 1311,2 = 0,088468 kg/s
Qe = 318,5 kg/h
Cálculo del caudal de la bomba:
Qp = Qe. Tc = 318,5 x 5 = 1593 kg/h
Como el v' del R 717 a -15 oCes de 1,504 dm3/kg, el caudal específico de la bomba es:
Qvp = Qp. v' = 1593 x 1,504 = 2395 dm3/h
Qvp = 39,91/mn
El título x a la salida del evaporador será:
1/Tc = 1/5 = 0,2
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