Diseño, modelación y evaluación de un sistema de refrigeración por absorción usando energía térmica solar PDF Download
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Author: Carlos Eduardo Hurtado Campo
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"En este trabajo se expone el proceso de diseño, modelación y evaluación de un sistema de refrigeración por absorción utilizando energía térmica solar. El proyecto inicia determinando los requerimientos del sistema teniendo como objetivo el acondicionamiento de espacios y definiendo las exigencias operacionales del sistema dependiendo de las necesidades del usuario y sus condiciones ambientales, sociales y económicas. Seguidamente, se determinan los estados termodinámicos necesarios en cada etapa del ciclo de refrigeración, las propiedades del fluido de trabajo y la operación característica de los equipos. Con toda esta información se calcula de la capacidad de enfriamiento y coeficiente de desempeño como una forma de caracterizar el ciclo de refrigeración diseñado. Estos valores son importantes pues permiten la comparación directa entre otros dispositivos con propósitos similares." -- Tomado del Formato de Documento de Grado.
Author: Carlos Eduardo Hurtado Campo
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"En este trabajo se expone el proceso de diseño, modelación y evaluación de un sistema de refrigeración por absorción utilizando energía térmica solar. El proyecto inicia determinando los requerimientos del sistema teniendo como objetivo el acondicionamiento de espacios y definiendo las exigencias operacionales del sistema dependiendo de las necesidades del usuario y sus condiciones ambientales, sociales y económicas. Seguidamente, se determinan los estados termodinámicos necesarios en cada etapa del ciclo de refrigeración, las propiedades del fluido de trabajo y la operación característica de los equipos. Con toda esta información se calcula de la capacidad de enfriamiento y coeficiente de desempeño como una forma de caracterizar el ciclo de refrigeración diseñado. Estos valores son importantes pues permiten la comparación directa entre otros dispositivos con propósitos similares." -- Tomado del Formato de Documento de Grado.
Author: Fátima Cortés Espinosa
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Languages : es
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En el presente proyecto se analiza un sistema de absorción de H2O/LiBr para evaluar la posibilidad de operarlo con energía solar. Este estudio, basado en la modelación matemática y simulación computacional del ciclo de refrigeración, es una aplicación del uso de fuentes alternas de energía para la disminución de la demanda eléctrica y las emisiones de CO2 a la atmósfera. En el primer capítulo se exponen los antecedentes de este concepto, una introducción a los colectores solares, a la energía solar y a la Casa Solar del Tecnológico de Monterrey; de la que se recibió el apoyo para la realización de esta investigación con los datos de los colectores solares y la carga de enfriamiento a analizar. El ciclo de refrigeración por absorción es descrito en el segundo capítulo; se presentan las propiedades del refrigerante y del absorbente, obtenidas mediante el software Engineering Equation Solver (EES) para facilitar los cálculos. Aquí se describirá brevemente las ventajas de este tipo de enfriamiento, las funciones de cada componente y la explicación del proceso de absorción. El tercer capítulo describe el ciclo de refrigeración por absorción. Se determinan las variables fijas para la investigación y se presentan las cargas térmicas de cada parte del ciclo. El dimensionamiento de los componentes se plantea en el cuarto capítulo. Esta sección es auxiliada por el software HTRI Xchanger Suite 5.0 que además de utilizar los valores previamente calculados en el análisis termodinámico del ciclo, presenta la geometría, forma y tamaño del generador, el condensador, el intercambiador de calor de la solución, el evaporador, el absorbedor y la torre de enfriamiento.
Author: Gustavo Raúl Figueredo
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Languages : ca
Pages : 211
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Durante la última década se produjo un enorme crecimiento de la implantación de la climatización de edificios, motivada por el aumento de los requerimientos de confort y de productividad de la población, entre otras causas. Los equipos de climatización más difundidos se accionan mediante energía eléctrica, lo que combinado con la gran simultaneidad de la demanda de climatización y su elevado consumo, provocan puntas de demanda de electricidad que sobrecargan las redes y frecuentemente ocasionan cortes de suministro eléctrico. Los sistemas de climatización basados en máquinas de absorción son una alternativa para disminuir la demanda de electricidad para climatización durante el verano y utilizar las redes de distribución de gas natural que en dicha temporada se encuentran generalmente ociosas. Además las máquinas de absorción, al ser activadas térmicamente, pueden utilizar calor proveniente de plantas solares o calor residual de procesos. Lo que puede llevar a una reducción del consumo de energía primaria y a una disminución de la emisión de gases de efecto invernadero asociados a la climatización. No obstante, para llegar a concretar esta posibilidad, se debe efectuar una selección cuidadosa de la tecnología a utilizar y un diseño muy delicado; dado que se observó que algunas plantas de climatización solar consumen, a lo largo del año, más energía primaria como respaldo que una planta de climatización accionada mediante energía eléctrica. Los sistemas de climatización solar actuales basados en equipos de simple efecto difícilmente pueden llegar a competir con los sistemas de refrigeración por compresión más eficientes, no solo en coste económico sino incluso en reducción del consumo de energía primaria. Es por ello que sería conveniente desarrollar sistemas de doble efecto o combinados de simple/doble efecto que permitan incrementar el aprovechamiento de la energía solar térmica disponible. El objetivo principal de esta tesis es el modelado y el ensayo de una enfriadora de agua por absorción de simple/doble efecto, de agua/LiBr que puede activarse a dos niveles de temperatura. En esta tesis se investigan las características de los ciclos de refrigeración con activación térmica a dos temperaturas en general y, en particular, un prototipo de máquina de refrigeración por absorción de doble etapa basado en el par H2O-LiBr con accionamiento mediante agua caliente a 165oC como doble efecto y simultáneamente a 165oC y 90oC, en modo combinado de simple/doble efecto. En todos los casos con disipación mediante torre de enfriamiento y producción de agua fría a aproximadamente 6oC. Este equipo permite emplear energía solar térmica para aportar calor al generador de baja temperatura y presión, y cuando este calor no está disponible, el calor auxiliar necesario para suplirlo se puede suministrar a más alta temperatura con lo que el equipo puede operar a un COP más elevado. Se desarrollaron cuatro modelos que enumerados en orden de complejidad creciente son el modelo reversible, endorreversible, termodinámico y térmico detallado. El modelo reversible es un modelo muy simple, totalmente ideal y solo acota las eficiencias a un máximo ideal en función de las temperaturas. El modelo endorreversible considera las irreversibilidades producidas en los intercambios de calor entre el exterior y el interior del ciclo, permitiendo evaluar someramente la distribución del área total de intercambio de calor entre los componentes principales de una máquina; acotando además la potencia máxima de refrigeración. En el modelo termodinámico se consideran, además de las irreversibilidades externas, las principales irreversibilidades internas, asociadas a flujos de calor y flujos de materia, permitiendo estudiar la distribución de áreas y reproduciendo fielmente la variación de la eficiencia con la potencia de refrigeración. En el último modelo, el denominado térmico detallado, se introducen las propiedades de la mezcla H2O-LiBr, las ecuaciones de transmisión de calor y los balances de materia y energía; lográndose predecir el comportamiento de la máquina, los diferentes estados por los que evoluciona la mezcla, y los flujos de materia y energía. Al comparar la distribución de superficies de intercambio de calor obtenida mediante los modelos, con la distribución real del prototipo, se observa que en general los modelos asignan mayor superficie al evaporador y menores superficies a los generadores, absorbedor y condensadores. Respecto al COP se obtienen valores de 1.18 para operación solo con accionamiento a alta temperatura y 0.73 con accionamiento solo a baja temperatura con una variación lineal entre ambos casos. Se examinó y reacondicionó integralmente un prototipo de enfriadora de agua por absorción de H2OLiBr, de simple/doble efecto, de 200 kW de potencia de refrigeración. Se diseñó y construyó una instalación experimental para ensayar el prototipo, compuesta principalmente de dos calderas, torre de enfriamiento y servicios de aire comprimido, entre otros. Se ensayó el prototipo con accionamiento a dos temperaturas y se analizó la influencia de las temperaturas de accionamiento, la temperatura del agua fría y de disipación de calor al ambiente sobre el COP y su variación con la carga de refrigeración. Para procesar la gran cantidad de datos experimentales obtenidos, se utilizó una metodología que combina la reconciliación de datos, con la detección de errores sistemáticos y que permite además la determinación de los errores en los datos reconciliados y su propagación a las variables calculadas. Con accionamiento únicamente a alta temperatura se logró un COP de 1.14 y una potencia de enfriamiento de hasta 160 kW. Para una combinación de potencias de accionamiento de 72 kW a una temperatura de 91oC, complementada con 80 kW a 157oC se logró una potencia de enfriamiento de 134 kW exhibiendo un COP de 0.87. Los resultados obtenidos permiten demostrar de forma teórica y experimental la factibilidad técnica y los beneficios del accionamiento de una enfriadora a dos temperaturas.
Author: Iván Andrés Montero Izquierdo
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Languages : es
Pages : 348
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En esta tesis se analiza de manera detallada los sistemas de refrigeración solar con equipos de absorción de doble efecto con captadores solares de concentración en términos de energía primaria consumida. El análisis de estos sistemas permite compararlos con sistemas de refrigeración por absorción de simple efecto accionados con energía solar térmica de baja temperatura y con sistemas convencionales de compresión. Estos tres tipos de sistemas han sido modelizados mediante el software de simulación TRNSYS para cubrir la demanda frigorífica de un edificio genérico de oficinas localizado en Sevilla (España). Un aspecto importante en esta tesis es la modelización de las enfriadoras de absorción de simple y doble efecto mediante el método de la ecuación característica. Este método permite modelizar las prestaciones térmicas del equipo de absorción de manera sencilla y robusta, además que debido a su estructura puede ser aplicado a cualquier sistema de refrigeración por absorción.
Author: Sebastián Villalobos Castro
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Languages : es
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"En este proyecto el objetivo principal era Diseñar térmicamente un sistema de refrigeración por adsorción para suplir necesidades de enfriamiento a comunidades en el municipio de Utica. Donde se tenía que entender en profundidad los procesos de refrigeración por Adsorción y su fundamento físico. Además se tenía que Estudiar el comportamiento de sistemas de refrigeración por Adsorción en condiciones de irradiación solar como las de Utica y desarrollar un modelo matemático por medio del software "EES" donde se pueda realizar un estudio termodinámico basado en la primera ley de la termodinámica y la ecuación de estado de Dubinin-Astakov. El principio de este proyecto era poder aprovechar la radiación de la energía solar para poder generar un efecto de enfriamiento. Se consideró las diferentes opciones que había de colección solar pero se optó por un sistema que se trasforma la energía de la radiación en calor y por medio de un delta de temperatura poder generar el efecto de enfriamiento. A diferencia de los sistemas de producción efectos frigoríficos de paneles fotovoltaicos que trasforman la radiación en energía eléctrica y mediante esta energía eléctrica poder generar el efecto de enfriamiento. Ahora bien para el procedimiento se tomó un promedio de la radiación solar por cada mes y se comparó con la radiación teórica necesaria a la que el sistema tendría que tener para llegar a la temperatura deseada. Para ello se consideró las propiedades termodinámicas del carbón activo y del metanol que en este caso son el adsorbente y el refrigerante del sistema. Haciendo la comparación de estas radiaciones pudo realizar las respectivas conclusiones del sistema implementado."-- Tomado del Formato de Documento de Grado.
Author: Miguel Ángel Fernández Herrera
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Languages : es
Pages : 121
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Author: Carlo Enrique Guzmán Méndez
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En la presente investigación se desarrolla un modelo termodinámico del ciclo de Refrigeración por Difusión-Absorción para diseñar un sistema que utiliza como fluido de trabajo el sistema ternario amoníaco-agua-hidrógeno. Actualmente el diseño de estos equipos es predominantemente empírico. Esto representa un área de oportunidad en el campo de la investigación ya que esta tecnología ofrece ventajas tales como: no genera ruido ni vibraciones, sólo requiere una fuente de calor para su funcionamiento, no tiene partes móviles, es portátil, puede utilizar energía solar o calor de desecho, prácticamente es libre de mantenimiento, utiliza fluidos amigables con el ambiente. En este trabajo se modela completamente el ciclo de Refrigeración por Difusión-Absorción a través de conceptos de termodinámica y transferencia de calor y se llevan a cabo simulaciones por medio de programas computacionales para realizar estudios paramétricos que ayuden a tomar decisiones en el diseño final del equipo. Para lograr la circulación del fluido de trabajo en contra de la fricción y la gravedad, se requiere una bomba de burbujas, la cual opera como un termosifón vertical con flujo en dos fases y solamente requiere una fuente de calor para su funcionamiento. El diseño de este componente es crítico en el desempeño del refrigerador por Difusión-Absorción ya que afecta variables importantes como los flujos másicos de refrigerante y solución débil además del flujo de calor necesario en el generador. La presión total del sistema determina la temperatura máxima de operación del equipo y afecta el requerimiento de calor en el conjunto de la bomba de burbujas-generador.
Author: Gustavo Giner Alvídrez
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"Esta investigación presenta una continuación al trabajo realizado por el Dr. José Ángel Manrique Valadez, inventor del diseño del generador de un ciclo de refrigeración por absorción de tres toneladas (U.S. Patent 5,666,818), para que dicho ciclo pudiera operar con energía térmica proveniente de un arreglo de colectores solares. Este sistema se encuentra actualmente en operación en la Casa Solar del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Monterrey. Se utilizo el paquete computacional COMSOL Multiphysics, para modelar y realizar simulaciones computacionales en estado estable de los fenómenos de transferencia de calor y mecánica de fluidos que tiene lugar durante la operación del generador, constituyendo esto el primer estudio numérico computacional para aplicación de este dispositivo".
Author: Manuel Iván González Martín
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ISBN: 9788496394667
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Languages : es
Pages : 184
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En este trabajo se ha diseñado y construido un prototipo de refrigerador solar por adsorción basado en la pareja carbón activado / metanol. Sus características más novedosas son las siguientes: - Diseño original de concentrador parabólico compuesto (CPC)
Author: Juan Pablo Gallo Jaramillo
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ESTE TRABAJO ILUSTRA LOS PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA REFRIGERACIÓN POR CICLO DE ABSORCIÓN DE AMONIACO ANALIZANDO CICLOS DE ABSORCIÓN SIMPLES Y TAMBIÉN CON EL CONJUNTO RECTIFICADOR-DESFLEGMADOR, ADEMÁS DEL CICLO ABSORCIÓN SERVEL CON SU RESPECTIVO MODELAMIENTO QUE UTILIZA HIDROGENO EN EL SISTEMA Y QUE FUNCIONA SIN BOMBA DE LÍQUIDO. ESTOS CICLOS SON ANALIZADOS POR MÉTODOS MANUALES Y TAMBIÉN CON LA AYUDA DE SOFTWARE EES, SIENDO ESTE UNA HERRAMIENTA MUY IMPORTANTE EN ESTE ANÁLISIS Y PARA EL CUAL SE REALIZA SU RESPECTIVO MANUAL PARA EL ENTRETENIMIENTO Y COMPRENSIÓN DE LA SIMULACIÓN DE CICLOS DE ABSORCIÓN DE AMONIACO. SE APLICAN CONCEPTOS DE MEZCLA DE GASES DE LA TERMODINÁMICA PARA CONOCER LA CANTIDAD DE HIDROGENO EN EL SISTEMA, ADEMÁS DE CONCEPTOS DE DISEÑO DE CUARTOS FRÍOS PARA EL CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA DE LA NEVERA Y DE LAS SIMULACIÓN DEL EFECTO TERMOSIFÓN POR MEDIO DEL CALCULO DE AP PARA LA SOLUCIÓN EN EL GENERADOR. TAMBIÉN SE EFECTÚA UN ANÁLISIS BREVE SOBRE COMBUSTIÓN EN EL QUEMADOR DE GAS PROPANO Y SE ANALIZA EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE EN EL GENERADOR PARA PRODUCIR LA EVAPORACIÓN DEL REFRIGERANTE. SE REALIZA EL PREDISEÑO DE UN REFRIGERADOR POR CICLOS DE ABSORCIÓN EFECTUADO MEDICIÓN DE TEMPERATURAS PARA CONOCER VALORES DE PRESIÓN EN EL CICLO Y MEDICIÓN DE LA GEOMETRÍA DE LA NEVERA PARA REALIZAR PLANOS DE DETALLE Y DE CONJUNTO, EL CUAL ES EFECTUADO CON LA AYUDA DE SOFTWARE COMO SOLIDWORKS PARA EL MODELO 3D Y CON AYUDA DE ESTE LLEVAR A CABO EL LEVANTAMIENTO DE PLANOS EN AUTOCAD. TODO ESTO SE REALIZA CON AYUDA DE MÉTODO DE INGENIERÍA INVERSA, DE LA CUAL SE MUESTRAN ALGUNAS DEFINICIONES Y PASOS DE APLICACIÓN. TAMBIÉN SE ANALIZAN ALGUNOS PRINCIPIOS DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR APLICADOS AL DISEÑO DE UN REFRIGERADOR DE ABSORCIÓN, ENCONTRANDO ECUACIONES PARA EL CALCULO DE LOS COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN COMO POR EJEMPLO EL EFECTUADO PARA EL ANÁLISIS DE LA CONDENSACIÓN Y EVAPORACIÓN DEL REFRIGERANTE , Y SE LLEVA A CABO EL MODELAMIENTO DE ....
