WO2013164506A1 - Equipo enfriador-recuperador para refrigeración de instalaciones - Google Patents

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Jessica GUTIERREZ MURIANO
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Atecan Andalucia S.L
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Definitions

  • the present invention relates to a cooling-recovery equipment for cooling installations, specifically for hospitals and other instances in which it is necessary to perform sanitary sanitation for the prevention and control of legionellosis.
  • the object of the invention is to achieve high profitability in relation to the energy consumption required for this type of equipment, as well as maximum performance in its function and possibility of installation without the need to deactivate the corresponding refrigeration unit.
  • the cooling towers are used for sanitary sanitation for the prevention and control of legionellosis, so that the cooling towers currently represent a source of contagion of the dreaded legionella, without ruling out other damage caused to the environment , so that only through a complete maintenance program with significant costs, they avoid such damages, the problems becoming more acute if the guard is lowered in said programs.
  • the sanitation programs are based on a hygienic-sanitary protocol for the prevention and control of legionellosis, which include basic actions, clinical analysis and periodic cleaning with chemical products that in one way or another have an impact on the environment. environment, either being projected into microparticles in conjunction with colonies of bacteria and other microbes by cooling fans, or discharged together with leftover water.
  • the cooler-recuperator equipment for cooling of installations has been designed to solve the problem described above, so that the same form together with the refrigeration unit, a single system or set intended to replace the classic cooling towers, achieving both a water saving, a constant working temperature, as well as a better energy use and absolute environmental safety.
  • the chiller-recovery equipment is intended to be associated with a conventional refrigeration unit, the equipment itself comprising two tanks, one called the primary tank to which the water to be treated directly accesses, and another as a tank of cooling and mixing of the water coming from both the general conduction previously mentioned or entering the primary tank, such as that achieved by the contribution of a liquefied gas from the refrigeration unit.
  • the primary tank is annular and has a water inlet, coming from a conduit where a water temperature thermometer and a flow measurement flowmeter are provided, as well as a pressure gauge and a temperature control probe.
  • This primary tank has, in proximity to its upper part, with an outlet of the water to the cooling and mixing tank, this tank that is concentrically located to the previous one and includes an exchanger, through which liquid gas from the refrigeration unit is passed , also including a water inlet duct to the exchanger and an outlet duct of the refrigerant gas achieved in said exchanger, also including that cooling tank and mixing suction tubes, one upper and one lower, for water, tubes that externally they concur in a three-way valve, in communication with a circulation pump, through which the sucked water from the cooling and mixing tank is driven to pass it through the exchanger, leaving it in the form of liquid gas for re-shipment back to the refrigeration unit.
  • a condensation water circulation duct is also provided, between the treated water outlet and the treated water inlet, all complemented by valves, manometers, thermometers, and other control means for the proper functioning of the equipment.
  • the materials used in the equipment are based on galvanized steel treated with polyester powder and dried at high temperature, with an external structure based on removable panels insulated with noise cutting blades.
  • Viscoelastic, flexible and high-weight materials with a high loss factor are also used, being able to dampen the plates in vibration and decrease their sound radiation and on the other hand increase the sound insulation in light constructions.
  • the exchanger is made up of welded plates and the cooling unit made of mechanically expanded copper in aluminum fin, with a suitable design to take advantage of the greater exhibition area, facilitating its cleaning and maintenance, duly protected against external damage.
  • the fans of said refrigeration unit are axial fans with rotary or centrifugal extractor, depending on capacity.
  • the advantages derived from the cooler-recovery equipment object of the invention are numerous, the most important being the following:
  • the unique figure shown on the referenced plan sheet corresponds to a schematic representation of the cooling-recovery equipment associated with a refrigeration unit, all carried out in accordance with the object of the invention.
  • the cooling-recovery equipment of the invention is provided to be associated with a refrigeration unit (1) associated with the respective electrical panel (2) and with a three-way valve control unit (3).
  • the cooling-recovery equipment itself, it comprises a primary tank (6), which is void and inside which a second tank (7) is established, as a cooling and mixing tank, so that the primary tank (6) access, through the conduit (8), the water to be treated, providing an air trap (9) to the inlet, with the particularity that in that conduit (8) a thermometer (10) is provided and a flow meter (11) for the inlet water.
  • the water to be treated that accesses the primary tank (6) circulates according to the direction indicated by the arrows, until reaching an outlet (12) located in proximity to the upper part of it, through which the water accesses the cooling and mixing tank (7), including inside it an exchanger (13 ) through which the liquid gas from the refrigeration equipment (1) is passed through the duct (4), in which an expansion valve (14) is provided, at the entrance to the tank (7), of such liquid gas passes through the exchanger (13) and exits through the outlet (39) provided in proximity to the bottom of the tank (7).
  • thermometer (20) is included in the inlet duct (16) to the exchanger (13), while the cooling and mixing tank (7) has a thermometer ( 21) to measure the temperature in the lower part of the tank (7), and a thermometer (22) to measure the temperature in the middle part of the same tank (7).
  • a conduit (23) for the extraction of water in correspondence with the upper part of the tank (7), and another conduit (24) for the extraction of water from the same tank (7), from the lower part thereof, are also provided. , so that both ducts (23 and 24), to the Out of the tank (7), they are interconnected through a three-way valve (25), in communication with the recirculation pump (15).
  • a drain drain (26), as well as an outlet duct (27) for the treated water is provided at the bottom of the tank.
  • a condensed water circulation duct (28) is included, through which the remaining water required for cooling is provided, said water inlet being regulated by a three-way valve (29) at the intersection between the duct inlet (8) and the recirculation duct (28), so that prior to this interconnection or three-way valve (29) a pressure gauge (30) and a water flowmeter (31) are provided, as well as a temperature control probe (32).
  • a water pressure gauge (33), a temperature control thermometer (34) and a flowmeter (35) are provided, all for control of the treated water at its outlet from the tank ( 7), with the particularity that at the exit of the intersection between that outlet duct (27) of the treated water and the recirculation duct (28) of condensation water, a thermometer (36), a temperature probe is included (37) and a flow meter (38).
  • cooler-recuperator equipment described in combination with the refrigeration unit (1), the advantages already mentioned are achieved, so that by way of example it can be said that if it is intended to change a cooling tower operating in an installation with a capacity of 252 Kw, which provides 216,968 refrigerators, the replacement equipment and made according to the invention, would have a power of 84, IKw with an equivalent to 72,326 refrigerators, which logically translates into considerable energy savings, having the same performance with three times less consumption than the installation or primitive cooling tower. Said cooler-recovery equipment can also be used to supplant a water-water chiller, using 30% less power equipment than the supplanted equipment.

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Abstract

El equipo está asociado funcionalmente a una unidad frigorífica (1), comprendiendo dicho equipo un depósito primario (6) para la entrada del agua a tratar, y un depósito interior (7) de enfriamiento y mezcla del agua. En el interior de ese depósito (7) se incluye un intercambiador (13) por el que se hace pasar gas líquido procedente de la unidad frigorífica (1), a la vez que el agua que entra en el depósito primario (6) accede desde éste al depósito de enfriamiento y mezcla (7), contando éste con tubos de aspiración (23) del agua que concurren en una válvula de tres vías (25) en conexión con una bomba de recirculación de agua (15), a través de la cual se lleva a cabo la impulsión del agua al interior del intercambiador (13). El agua tratada sale por un conducto de salida (27).

Description

EQUIPO ENFRIADOR-RECUPERADOR PARA REFRIGERACIÓN
DE INSTALACIONES
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un equipo enfriador-recuperador para refrigeración de instalaciones, concretamente para hospitales y otras instancias en las que sea necesario efectuar una higienización sanitaria para la prevención y control de la legionelosis.
El objeto de la invención es conseguir una elevada rentabilidad en relación con el consumo energético requerido para este tipo de equipos, así como un máximo rendimiento en su función y posibilidad de instalación sin necesidad de desactivar la unidad frigorífica correspondiente.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Como es sabido, las torres de refrigeración se utilizan para la higienización sanitaria para la prevención y control de la legionelosis, de manera que las torres de refrigeración suponen actualmente un foco de contagio de la temida legionela, sin descartar otros daños producidos en el medio ambiente, de manera que únicamente mediante un completo programa de mantenimiento con importantes costes, evitan tales perjuicios, agudizándose los problemas si se baja la guardia en dichos programas. En cualquier caso, los programas de higienización están basados en un protocolo higiénico- sanitario para la prevención y control de la legionelosis, donde están comprendidas la actuaciones básicas, análisis clínicos y limpiezas periódicas con productos químicos que de una u otra manera repercuten en el medio ambiente, bien siendo proyectados en micropartículas conjuntamente con colonias de bacterias y otros microbios por los ventiladores enfriadores, o bien vertidos junto con los sobrantes de aguas.
Como consecuencia de la evaporación, la concentración de sales disueltas en agua circulante aumenta progresivamente durante el funcionamiento de la torre, produciendo compuestos químicos alcalinos o ácidos que provocan incrustaciones y corrosión en las instalaciones acortando la vida útil de las mismas.
Teniendo en cuenta que el agua es un bien escaso y caro, un elevado consumo del mismo, unido a una temperatura constante del agua utilizada para condensación, provoca en la utilización de torres de refrigeración un funcionamiento muy irregular de éstas, así como un alto consumo que resulta perjudicial para la misma, por lo que si a ello se le añade lo anteriormente comentado, hacen que estos sistemas o torres de refrigeración resulten peligrosos, caros y poco productivos.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El equipo de enfriador-recuperador para refrigeración de instalaciones que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, de manera que el mismo forma junto con la unidad refrigeradora, un único sistema o conjunto previsto para sustituir las clásicas torres de refrigeración, consiguiendo en un solo conjunto tanto ahorro de agua, como temperatura constante de trabajo, así como un mejor aprovechamiento energético y absoluta seguridad medioambiental.
Mas concretamente, el equipo enfriador-recuperador, según la invención, está previsto para ir asociado a una unidad de refrigeración convencional, comprendiendo el equipo propiamente dicho dos depósitos, uno denominado depósito primario al que accede directamente el agua a tratar, y otro como depósito de enfriamiento y mezcla del agua procedente tanto de la conducción general anteriormente comentada o de entrada en el depósito primario, como la que se consigue mediante la aportación de un gas licuado procedente de la unidad refrigeradora. El depósito primario es anular y cuenta con una entrada del agua, procedente de una conducción donde se han previsto un termómetro de temperatura del agua y un caudalímetro de medida del caudal, así como un manómetro y una sonda de control de temperatura. Ese depósito primario cuenta, en proximidad a su parte superior, con una salida del agua al depósito de enfriamiento y mezcla, depósito éste que está situado concéntricamente al anterior e incluye un intercambiador, por el que se hace pasar gas líquido procedente de la unidad frigorífica, incluyendo además un conducto de entrada de agua al intercambiador y un conducto de salida del gas refrigerante conseguido en dicho intercambiador, incluyendo además ese depósito de enfriamiento y mezcla unos tubos de aspiración, uno superior y otro inferior, para el agua, tubos que exteriormente concurren en una válvula de tres vías, en comunicación con una bomba de circulación, a través de la cual se impulsa el agua aspirada del depósito de enfriamiento y mezcla para hacerla pasar a través del intercambiador, saliendo de éste en forma de gas líquido para su re-envio de nuevo a la unidad frigorífica.
En el interior del comentado depósito de enfriamiento y mezcla existe inferiormente un tubo para salida del agua tratada, así como una salida del agua que pasa por el intercambiador.
También se ha previsto un conducto de circulación de agua de condensación, entre la salida del agua tratada y la entrada del agua a tratar, todo ello complementado con válvulas, manómetros, termómetros, y demás medios de control para el correcto funcionamiento del equipo.
Los materiales utilizados en el equipo son a base de acero galvanizado tratados con polvo de poliéster y secados a alta temperatura, contando con una estructura exterior a base de paneles desmontables aislados con láminas cortantes de ruido.
También se utilizan materiales viscoelásticos, flexibles y de elevado peso con alto factor de pérdida, consiguiéndose de una parte amortiguar las placas en vibración y disminuir su radiación sonora y por otra parte aumentar el aislamiento sonoro en construcciones ligeras.
El intercambiador está constituido a base de placas soldadas y la unidad de enfriamiento realizada en cobre mecánicamente expandido en aleta de aluminio, con un diseño adecuado para aprovechar la mayor superficie de exposición, facilitando su limpieza y mantenimiento, debidamente protegido contra daños externos.
En cuanto a los ventiladores de dicha unidad frigorífica, son ventiladores axiales con extractor rotativo o centrífugo, según capacidad. Son numerosas las ventajas derivadas del equipo enfriador- recuperador objeto de la invención, pudiendo citar como mas importantes las siguientes:
- Puede llevarse a cabo su instalación sin necesidad de desactivar la unidad frigorífica existente, siendo necesario tan solo unas pocas horas para incorporar o montar el equipo.
- Los materiales de la instalación antigua son reciclables, previa comprobación del estado de los mismos.
- El funcionamiento es según un circuito cerrado de agua, sin productos químicos, ni protocolos de higienización, ni por supuesto control ni análisis de laboratorios especializados.
- No produce evaporaciones ni proyecciones de micropartículas, evitando todo riesgo de contagio, con el resultado de que las emisiones son totalmente nulas.
- No precisa reposición de agua, lo que supone un importante ahorro.
- No crea residuos que puedan ocasionar corrosiones o disminuya la vida útil del conjunto.
- Elevada rentabilidad al consumo energético, al usar agua a menor temperatura, lo que obtiene mayor rendimiento en el funcionamiento de los distintos componentes, alargando la vida útil, con un mejor trabajo y mayor durabilidad.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un único dibujo en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura única mostrada en la hoja de planos referida, corresponde a una representación esquemática del equipo enfriador- recuperador asociado a una unidad frigorífica, todo ello realizado de acuerdo con el objeto de la invención.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Como se puede ver en la figura referida, el equipo enfriador- recuperador de la invención, está previsto para asociarse a una unidad frigorífica (1) asociada al respectivo cuadro eléctrico (2) y a una centralita (3) de válvulas de tres vías.
En esa unidad frigorífica (1) concurren el conducto de salida (4) para gas licuado, y el conducto de retorno (5).
En cuanto al equipo enfriador-recuperador propiamente dicho, el mismo comprende un depósito primario (6), que es anular y en cuyo interior está establecido un segundo depósito (7), como depósito de enfriamiento y de mezcla, de manera que al depósito primario (6) accede, a través del conducto (8), el agua a tratar, previéndose un purgador de aire (9) a la entrada, con la particularidad de que en ese conducto (8) se ha previsto un termómetro (10) y un caudalímetro (11) para el agua de entrada.
El agua a tratar que accede al depósito primario (6) circula según el sentido indicado por las flechas, hasta alcanzar una salida (12) situada en proximidad a la parte superior del mismo, a través del cual el agua accede al depósito de enfriamiento y mezcla (7), incluyendo éste en su interior un intercambiador (13) por el que se hace pasar el gas líquido procedente del equipo frigorífico (1), a través del conducto (4), en el que se ha previsto una válvula de expansión (14), a la entrada al depósito (7), de manera que ese gas líquido pasa a través del intercambiador (13) y sale por la salida (39) prevista en proximidad a la parte inferior del depósito (7). Asimismo, por dicho intercambiador (13) se hace pasar el agua, mediante la impulsión de una bomba de recirculación (15), accediendo al intercambiador (13) a través del conducto (16), para pasar por el intercambiador (13) y salir por el conducto de retorno (5) ya comentado. En el conducto donde está situada la bomba de recirculación (15), se ha previsto una sonda (17) de temperatura del agua, y una purga de aire (18), mientras que en el conducto de retorno (5) de salida del intercambiador (13), se ha previsto una sonda (19) que mide la temperatura del gas refrigerante conseguido a su paso por el intercambiador (13). Por otro lado, y en el propio conducto (16) de entrada al intercambiador (13), se incluye un termómetro (20) de control de la temperatura, mientras que el depósito de enfriamiento y mezcla (7) se han previsto un termómetro (21) para medir la temperatura en la parte baja del depósito (7), y un termómetro (22) para medir la temperatura en la parte intermedia del mismo depósito (7).
También se ha previsto un conducto (23) para la extracción del agua en correspondencia con la parte superior del depósito (7), y otro conducto (24) para la extracción del agua del mismo depósito (7), desde la parte inferior del mismo, de manera que ambos conductos (23 y 24), a la salida del depósito (7), se interconexionan a través de una válvula (25) de tres vías, en comunicación ésta con la bomba de recirculación (15). En la parte inferior del depósito se ha previsto un drenaje de vaciado (26), así como un conducto de salida (27) para el agua tratada. Además se incluye un conducto (28) de circulación de agua condensada, a través del cual se aporta el restante agua necesaria para su enfriamiento, estando regulada dicha entrada de agua por una válvula de tres vías (29) en la intersección entre el conducto de entrada (8) y el conducto de recirculación (28), de manera que con anterioridad a esa interconexión o válvula de tres vías (29) se ha previsto un manómetro de presión (30) y un caudalímetro de agua (31), así como una sonda de control de temperatura (32). En el conducto de salida (27) se han previsto un manómetro de presión de agua (33), un termómetro de control de temperatura (34) y un caudalímetro (35), todo ello para control del agua tratada a su salida del depósito (7), con la particularidad de que a la salida de la intersección entre ese conducto de salida (27) del agua tratada y el conducto de recirculación (28) de agua de condensación, se incluye un termómetro (36), una sonda de temperatura (37) y un caudalímetro (38).
Mediante el equipo enfriador-recuperador descrito en combinación con la unidad frigorífica (1) se consiguen las ventajas ya comentadas, de manera que a modo de ejemplo puede decirse que si se pretende cambiar una torre de refrigeración funcionando en una instalación con una capacidad de 252 Kw, que proporciona 216.968 frigorías, el equipo de sustitución y realizado de acuerdo con la invención, tendría una potencia de 84, IKw con un equivalente a 72.326 frigorías, lo que lógicamente se traduce en un considerable ahorro de energía, teniendo el mismo rendimiento con un consumo tres veces menor que la instalación o torre de refrigeración primitiva. Dicho equipo enfriador-recuperador se puede usar también para suplantar una enfriadora agua-agua, utilizando para ello un equipo potencia 30% menor que el equipo suplantado.

Claims

R E I V I N D I C A C I Q N E S
Ia.- Equipo enfriador-recuperador para refrigeración de instalaciones, tales como hospitales u otras instancias en las que es necesario efectuar una higienización sanitaria para la prevención y control de la legionelosis, y en donde el equipo propiamente dicho está relacionado con una unidad frigorífica (1) de condensación, caracterizado porque comprende dos depósitos independientes, uno como depósito primario (6) para el agua a condensar, y otro como depósito de enfriamiento y mezcla (7) del agua procedente del depósito primario (6) y del agua de condensación obtenida al paso de un gas líquido a su paso por un intercambiador (13) previsto en dicho depósito de enfriamiento y mezcla (6); habiéndose previsto una bomba de recirculación (15) para impulsión del agua a través del intercambiador (13), así como una válvula de expansión (14) dispuesta a la entrada del gas líquido en el intercambiador (13) y procedente de la unidad frigorífica de condensación (1), siendo ésta receptora a su vez del vapor de gas obtenido en el intercambiador (13), al paso del agua por éste. 2a.- Equipo enfriador-recuperador para refrigeración de instalaciones, según reivindicación 1, caracterizado porque el depósito primario (6) es anular y cuenta en una zona superior del mismo con una salida de agua (12) al depósito de enfriamiento y mezcla (7), así como un drenaje inferior de vaciado (26); con la particularidad de que en el conducto de agua (8) que accede a dicho depósito primario (6), se incluye un termómetro (10) de control de la temperatura de entrada, un caudalímetro (11) de medida del caudal y un purgador de aire (9).
3a.- Equipo enfriador-recuperador para refrigeración de instalaciones, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el depósito de enfriamiento y mezcla (7) está dispuesto en el interior del depósito primario (6) y, además del intercambiador (13), incluye la entrada del agua procedente del depósito primario (6) que corresponde a la salida (12) de ese depósito primario, comprendiendo también una válvula de expansión (14) en el conducto (4) de entrada de gas licuado procedente de la unidad frigorífica (1); habiéndose previsto además una salida (39) del agua del intercambiador (13), un termómetro (21) de control de temperatura en la parte inferior del depósito de enfriamiento y mezcla (13), un termómetro (22) de control de temperatura en la zona intermedia de dicho depósito de enfriamiento y mezcla (7), así como un conducto (23) de aspiración de agua en la parte superior, y un conducto (24) de aspiración de agua en la zona inferior, incluyendo finalmente en la parte inferior un conducto (27) de salida del agua tratada; habiéndose previsto además que el conducto de salida (27) incluya un manómetro de presión (33), un termómetro (34) y un caudalímetro (35) para el agua tratada.
4a.- Equipo enfriador-recuperador para refrigeración de instalaciones, según reivindicación 3, caracterizado porque los conductos de aspiración superior (23) e inferior (24) del depósito de enfriamiento y mezcla (7), concurren exteriormente en una válvula de tres vías (25) en comunicación con la bomba de recirculación (15).
5a.- Equipo enfriador-recuperador para refrigeración de instalaciones, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el conducto (8) de entrada del agua al depósito primario (6) y el conducto (27) de salida del agua tratada en el depósito de enfriamiento y mezcla (7), se ha previsto un conducto (28) de circulación de agua condensada, para aporte necesario del agua de condensación para su enfriamiento, estando dicha circulación de agua regulada por una válvula de tres vías (29) prevista en la intersección entre tal conducto de circulación (28) y el conducto general (8) de acceso de agua al depósito primario (6).
6a.- Equipo enfriador-recuperador para refrigeración de instalaciones, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tanto en el conducto general de entrada (8) como en el conducto general de salida (27), con anterioridad y posterioridad al conducto de circulación (28), se ha previsto un manómetro de presión (30), un caudalímetro de agua (31) y una sonda (32) de control de temperatura del agua de entrada, mientras que el agua tratada en el conducto (27) es controlada mediante un termómetro (36), una sonda de temperatura (37) y un caudalímetro (38).
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