APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA SOLAR EN UN SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
AUTOR LUIS CARLOS REMON COTES PARA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD
DEDICATORIA Quisiera dedicar este momento primeramente a DIOS padre, por haberme puesto en este proceso que hoy culmino, después de ello agradecería a mi madre porque siempre creyó que era capaz de sacar adelante esta carrera a mi padre, a mis hermanos y amigos que siempre me apoyaron en lo que necesitara, a los profesores mas allegados con sus aclaraciones en los temas que se dificultaban, gracia todos y aquellos que se me olvidaron. Gracias Y Dios Los Bendiga.
AGRADECIMIENTOS Quiero dar gracias primeramente a DIOS por haberme concedido la oportunidad de lograrme formar profesionalmente y alcanzar todos mis propósitos a lo largo de los estudios que comencé con muchos sacrificios y trasnocho, hoy en día se ve materializado todo ese esfuerzo, también quisiera dar gracias a todos aquello que siempre creyeron en mi y siempre me tendieron la mano en los momentos que mas los necesitaba, a los tutores que con sus conocimientos buscan orientarnos de la mejor manera, a los compañeros de estudio que con sus aclaraciones siempre buscaron guiarme por el camino correcto.
RESUMEN El presente proyecto tiene por objetivo satisfacer la necesidad de diseñar un sistema para aire acondicionado, que a diferencia de los sistemas comerciales que utilizan el método de refrigeración por compresión de vapor, y que dependen de un suministro de la red de energía eléctrica tradicional para su funcionamiento, se podrá obtener un sistema que brinde el mismo servicio mediante la refrigeración por absorción pero sustituyendo esta energía convencional por energías alternativas como lo son: La energía solar por concentradores solares o fotovoltaica y el uso de otros combustibles como el metano y el gas natural. La investigación de nuevas alternativas para generar frio a partir de la energía solar implica una gran oportunidad de involucrar a compañeros de estudio y profesores en la elaboración de este proyecto, el cual podrá satisfacer la demanda con un equipo innovador sin el uso de la energía eléctrica la cual representa un gran porcentaje de los gastos contemplados dentro de todo hogar ya que en nuestra región la climatización es cada vez una necesidad de mayor importancia por las condiciones climáticas que se experimenta en la costa norte y que pueden ser aprovechadas a nuestro favor . ABSTRACT
This project aims to meet the need of designing a system for air conditioning, unlike commercial systems using the method of vapor compression refrigeration, and depend on a supply network for traditional electric power operation, you can get a system that provides the same service by cooling absorption but replacing the conventional energy by alternative energies such as: solar energy and photovoltaic solar concentrators and the use of other fuels such as methane and natural gas. The research of new alternatives to generate cold from the solar energy provides a great opportunity to involve fellow students and teachers in the development of this project, which can meet the demand with innovative equipment without the use of electricity which represents a large percentage of the costs referred to in every home because the air conditioning in our region is becoming a necessity of greater importance by weather conditions experienced in the North Shore and that can be exploited to our advantage.
INDICE TITULO……………………………......…...1 PORTADA…………………………..…….2 DEDICATORIA……………………..…….3 AGRADECIMIENTO……………..………4 RESUMEN…………………………..……..5 INDICE…………………………….....…...6
INTRODUCCION………………………...7 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA……8 y 9 HIPOTESIS Y VARIABLES………………...10 y 11
INTRODUCCION En la actualidad los sistemas de enfriamiento por compresión son los mas apetecidos, pero demandan demasiado energía, en la actualidad se adelantan estudio orientados por diferentes organizaciones para implementar sistemas amigables con el medio ambiente, es por ello que la utilización de sistemas de enfriamiento por absorción buscan ser una alternativa innovadora que satisfaga las necesidades de ambientar espacios habitables y porque no utilizarlos también en sistemas para conservar alimentos, portal motivo en este documento se busca dar una visualización de como funciona esta tecnología y su aplicación en nuestros ambientes que son propicios ya que aquí se dan las condiciones ambientales que den origen a su funcionamiento
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Para nadie es un secreto que el mundo actual se encuentra encaminado hacia el sobre calentamiento producto de las actividades comerciales del ser humano, y que en años no muy lejanos estos efectos aumentaran sino se toman medidas que busquen mitigar estos impactos ambientales, la utilización de energías alternativas se convierte en una enorme oportunidad que el mundo entero tiene que aprovechar, mas cuando estas son abundantes como en nuestro caso la energía solar, en nuestra geografía regional y mundial existen sitios en donde estas energías no son aprovechadas como se debe. La utilización de la energía solar con fines de generar otros tipos de energía no es algo nuevo en la actualidad existen empresas dedicadas a producir energía eléctrica a partir de la luz solar, en nuestro caso podemos citar la región de la alta guajira en donde se provee de luz eléctrica a comunidades indígenas establecidas en sitios de difícil acceso, pero para nuestro caso vamos a provechar esta misma energía para generar condiciones ambientales controladas para refrigerar ya sea ambientes habitables o preservar alimentos. La refrigeración por compresión de vapor es uno de los sistemas más conocidos y comercializados para proporcionar confort y bajas temperaturas actualmente, solo por mencionar algunos casos lo encontramos en los refrigeradores de nuestras casas, aire acondicionado de nuestros hogares, centros de trabajo, de los lugares a donde vamos a comprar, divertirnos y demás sitios que cuentan con estos sistemas para contrarrestar las condiciones ambientales extremas que se presentan en la localidad, lo cual como sabemos tiene un alto porcentaje de consumo eléctrico para lograr mantener controladas estas temperaturas.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Sin embargo si se tuviese la manera de generar frío pero con energía gratuita segura e ilimitada, estaríamos dispuestos a cambiar a lo que por todos lados vemos como la única forma de mantener climatizados nuestros hogares e instalaciones y centros de trabajo Y mejor aun sin depender de la energía eléctrica. La Refrigeración por Absorción es la alternativa para realizar una climatización con un costo relativamente mucho menor que el actual sistema utilizado, ya que a pesar de que fue descubierta hace bastante tiempo por Michael Faraday no ha sido aprovechada, ya que la comodidad de conectarnos a una red eléctrica para generar frío y otras actividades, nos ha cegado a otras oportunidades, sin olvidar el impacto ecológico que se lograría de no utilizar los ya limitados recursos energéticos, no olvidando los altos costo que se dejarían de pagar para la climatización de hogares, comercios e industrias, se aprovecharán los nuevos campos para investigación y eficiencia de este sistema de refrigeración.
HIPOTESIS Y VARIABLES El funcionamiento del sistema se realiza con el vapor refrigerante que sale del rectificador, es vapor de amoniaco con alta pureza, saturado y seco a la presión alta del sistema. El refrigerante al ser enfriado en el condensador sale como líquido saturado; luego es sub enfriado en el pre enfriador y posteriormente pasa a un proceso de expansión en una válvula de estrangulamiento, donde la presión es reducida, dando como resultado un fluido frío en dos fases (mezcla líquidovapor). El refrigerante entra al evaporador, donde al recibir calor del agua a enfriar, termina de convertirse en vapor, produciendo el efecto frigorífico y sale en forma de vapor saturado, o en algunos casos con pequeñas trazas de agua, es terminado de evaporar en el pre enfriador. Entonces, el vapor entra a la columna absorbedor por la parte inferior, donde es condensado y absorbido en tres diferentes etapas por medio de una solución acuosa caliente. La reacción de disolución del amoniaco es exotérmica, de modo que se debe colocar equipos con intercambio de calor en el absorbedor con el fin de enfriar dicha solución caliente, mejorando así su capacidad de absorción al retirar la entalpía de condensación y el calor de reacción. Lo anterior se logra por medio de aire de enfriamiento y la utilización de la misma solución fría que deja el absorbedor. La solución acuosa con alto porcentaje de amoniaco (solución concentrada), sale de la columna absorbedor y entra en la bomba, de donde sale a la presión alta del sistema. Luego es introducida de nuevo a la sección media de la columna (AHX Absorber Heat eXchangers), donde enfría o recibe calor del absorbedor, saliendo posteriormente entra en la parte más caliente del absorbedor, en donde al recibir calor de absorción de alta calidad, alcanza el punto de saturación e inicia el proceso de cambio de fase (liberación de amoniaco), y sale del economizador al generador, como una mezcla vapor-líquido.
HIPOTESIS Y VARIABLES La mezcla de dos fases a alta presión, entra en la cámara de separación de la columna generador - rectificador, en donde la fase líquida se incorpora al vapor condensado proveniente del rectificador y entran al generador, en donde se le agrega calor para terminar de extraer el amoniaco de la solución. El líquido caliente con un bajo porcentaje de amoniaco (solución diluida), sale por el fondo de la columna generador-rectificador, posteriormente la solución caliente se introduce de nuevo a la columna para que caliente la sección GHX (Generator-Heat eXchangers) del generador, saliendo del economizador para luego reducir su presión al pasar por la válvula de expansión de la solución, para salir en el absorbedor. La solución acuosa todavía caliente entra a la columna absorbedor por la parte superior, en donde se pone en contacto en contracorriente con el vapor de amoniaco a absorber. En el generador, la liberación del amoniaco en forma de vapor se realiza en tres etapas y sale del generador, pasando a la cámara de separación en donde se une con la fase vapor proveniente de la columna absorbedor. La corriente de vapor ascendente, sale de la cámara de separación y entra al rectificador en donde se le retira calor y como se trata de un vapor saturado, se condensa en mayor proporción el componente más pesado (agua), de esta forma se realiza la purificación o rectificación del flujo de vapor, saliendo después en amoniaco de alta pureza, completando la operación del ciclo.
REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS
ITESCA, FORO DE ANALISIS DE INVESTIGACION, DESARROLLO Y GESTION DE TECNOLOGIA, INSTITUTO TECNOLOGICO DE CAJEME. ANALISIS TERMODINAMICO DE UN SISTEMA DE REFRIGERACION SOLAR POR ABSORCION USANDO SOLUCIONES DE MONOMETILAMINA. INSTRUMENTACIÓN Y ESTRATEGIA DE CONTROL DE UN SISTEMA DE ENFRIAMIENTO POR ABSORCIÓN QUE OPERA CON ENERGÍA SOLAR, ESCUELA SUPERIOR DE TIZAYUCA, UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO
