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  1. #1
    Ramón está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Refrigeración por Absorción

    Hola a tod@s
    Soy nuevo en el foro, y como no sé donde buscar, pues a ver si podéi echarme una mano por aquí.
    El caso es que estoy realizando el PFC, y el tema es de una instalación solar para Climatizar unos locales interiores de un recinto ferial.
    Aún no tengo disponibles los datos suficientes como para calcular el Kg, pero dispongo de las superficies de dichos locales.
    Mi pregunta es: ¿Cómo puedo calcular la Demanda?
    No lo puedo hacer con el Kg, y he oído que hay otro método (º/día), pero no encuentro nada.
    En principio sería una instalación similar a la de la Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla (con las lógicas diferencias, pues ésta es experimental).
    Si alguien me puede echar una mano, lo agradecería encantado, salu2
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  2. #2
    brunomiranda está desconectado Forero
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    Predeterminado

    Hola Ramón, para empezar, aunque tuvieses el Kg no deberías emplearlo para el cálculo de cargas térmicas. Para el caso de climatización te recomiendo el método propuesto por Angel Luis Miranda en su libro "Aire Acondicionado" (Ed. Ceac). También puedes utilizar el método ASHRAE (de las funciones de transferencia), creo que Atecyr tiene algún cuadernillo al respecto.

    Además seguro que en la biblioteca de tu escuela o universidad cuentan con libros como el "Aire Acondicionado" de Carrier (ed. Marcombo) o con la suscripción a normas UNE "Suscrinorma" donde puedes encontrar normas que te sirvan de ayuda como la UNE-EN 12.831, donde se detalla el método de cálculo para calefacción.

    Saludos, no olvides contarnos tus avances y como llevas el proyecto.
    Bruno
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  3. #3
    xavimarin está desconectado Forero
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    Predeterminado

    Para instalaciones de climatización solar es importante calcular la carga horariamente, no con un solo resultado de carga máxima, sinó con una simulación del edificio anualmente. Ésto se puede conseguir con algun programa que te dé esa posibilidad.

    El resultado obtenido son kWh, que comparados con los kWh/m2 incidentes en la localidad, más el rendimiento de los colectrores, más un supuesto rendimineto de la instalación, te puedes hacer una idea de la cantidad de colectores que necesitas.

    El método que dice Brunomiranda puede estar bien para calcular la carga máxima, pero para saber la superfície necesaria de captadores para resolver la instalación necesitas un cálculo horario, ya que la carga máxima te puede servir para una instalación convencional a gas, pero en climatización solar te juegas que sea rendible o no.

  4. #4
    brunomiranda está desconectado Forero
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    Predeterminado

    El método ASHRAE es horario ¿isn't it?
    Bruno
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  5. #5
    xavimarin está desconectado Forero
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    Predeterminado

    sí, pero para calcularlo necesitas un programa, really?

  6. #6
    xavimarin está desconectado Forero
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    Predeterminado

    Lo que yo queria decir es que no basara sus cálculos en una carga máxima puntual, sino que buscara algun software que le permitiera hacer una simulación dinámica. El método ASHRAE utiliza una temperatura de diseño exterior (la más desfavorable) y unas condiciones interiores. La respuesta dinámica sería utilizar el mismo método de cálculo pero con un programa al que le puedas introducir los datos climatológicos en formato horario.

    Hay algunos programas que funcionan así, sin ir más lejos el LIDER te hace un cálculo horario, pero no te da los resultados en horas. Hay otros programas que sí te los dan.

  7. #7
    brunomiranda está desconectado Forero
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    ago 2006
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    Predeterminado

    Efectivamente, tienes toda la razón.

    Saludos.
    Bruno
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  8. #8
    Ramón está desconectado Miembro del foro
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    mar 2007
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    Predeterminado

    Hola de nuevo tras este paréntesis.
    El caso es que han variado algunas cosas en el proyecto y lo que tengo que hacer es diseñar una instalación solar por absorción como apoyo a la que existe convencional.
    Tengo dudas hasta en el DNI, pero empezaré por lo básico:
    En la actualidad hay 2 enfriadoras de 113 y 98 KW (datos por confirmar)
    Tomando un COP de 2.5 obtendría aprox. 500KW de potencia térmica que abastecen los climatizadores.
    En principio se proyectarían 2 máquinas de absorción Yazaki de 105KW cada una (en serie según mi tutor) que darían un apoyo de aprox. el 40% (210KW).
    Dichas máquinas requieren de sendas torres de refrigeración de 256KW y una Potencia de calor a aportar de 151KW cada una.
    Resumiendo, necesito aportar una potencia calorífica de 300KW.
    Los captadores serán de cubierta plana.
    Si sabéis de algún proceso de cálculo relacionado os lo agradecería
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  9. #9
    xavimarin está desconectado Forero
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    Predeterminado

    Para la superficie da captación, si tienes los cálculo de las cargas térmicas por kWh anuales, tan solo tienes que comparar en los datos de radiación de kWh/m2 y le pones un rendimiento del 50% para la instalación. Otra posibilidad, en caso que tengas los cálculos hechos por carga máxima en kW, es detrminar a partir de la radiación máxima de 1000 W/m2, le metes otro 50%, con lo que cada captador te dará 500 W/m2, ésto lo divides por la carga máxima y ya tienes la superficie de captación.

    Esta es una opción de cálculo rápido, otra opció es mediante un programa de cálculo dinámico, pero desonozco si hay alguno que tenga aplicación en frio solar.

  10. #10
    Ramón está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado

    Bueno, si necesito 300KW de ésta manera necesitaría 600m^2.
    En la Escuela de Ingenieros de Sevilla para una máq. de 35KW necesitaron 50KW y colocaron 151m^2 de colectores, por lo que serían 330W/m^2.
    Según estos cálculos, necesitaría 900m^2. Pero mi instalación es en Zamora, aunque utilizaría unos colectores de mayor rendimiento. Si hago los cálculos con el f-chart (T=90º) obtengo un rendimiento máx. del 32%, con lo que a razón de 211W/m^2 necesitaría 1420m^2.
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  11. #11
    xavimarin está desconectado Forero
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    Predeterminado

    bueno, no tienes porqué cubrir el 100% de la demanda con solar

  12. #12
    Ramón está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado

    Efectivamente, pero es que pienso que habría que calcular de otra manera, puesto que en esta aplicación, en realidad no se consume el agua, si no que se aprovecha el clor y se devuelve al acumulador, con lo que tendría que calcular las ganancias por recirculación.
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  13. #13
    Ramón está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado

    Quería decir el calor, puesto que entra en la máquina a 88º y sale a 82,5º, por lo que las ganancias son considerables.
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  14. #14
    tximist está desconectado Miembro del foro
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    ¿Por quéno pones unos tubos de vacío en vez de captador plano selectivo?

  15. #15
    xavimarin está desconectado Forero
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    Yo te digo cómo lo haría yo. Una máquina de absorción que te dé 30 kW de frío, te pedirá 50 kW de calor y tendrás que extraer con torre otros 80 kW, ésto es así, nadie ha dicho que las máquinas de refrigeración sean la panagea, y mucho menos utilizando energia solar térmica.

    Si necesitas 50 kW, divides 5000 por 500 W/m2i te salen 100 m2, para un hipotético 100 % de cobertura, ahora bien, bien puedes instalar 50 m2 y a ver cómo responde la instalación.

    Ya te he dicho que otra manera de calcularlo es con un programa de dimensionamiento dinámico, que tenga en cuenta todos los factores, como bien dices, la recirculación, pérdidas térmicas en acumuladores, etc....pero hacerlo a mano es bastante aleatorio, por lo que la opción que te he dicho no creo que se aleje mucho de la realidad.

    Si tienes un programa que te haga el cálculo de cargas térmicas horario, que te dé los kWh anuales, en tablas, que puedas introducir en un programilla que lea las entradas de cargas térmicas, condiciones metereológicas, pérdidas, recirculació, etc..entonces sería más exacto.

    Pero ya te digo de antemano, que la refrigeración por absorción con placas solares térmicas (opinión propia) no chuta, y menos con grandes demandas de frío, es mejor otro sistema de producción de calor, como la biomasa o aprovechar el calor residual de una planta incineradora, cogeneración, etc...

    Es más, si haces las cuentas, verás que te sale más a cuenta instalar la misma cobertura con placas fotovoltaicas y poner una bomb a de calor alimentada con dichas placas, haz la cuenta....

  16. #16
    Joan Cusidó está desconectado Forero
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    Un equipo de absorción al operar a temperatura de 70ºC, dispone de un rendimiento COP del orden de 0,5, luego el sistema en absoluto es viable, para operar con un rendimiento bajo razonable con un COP 1,2 hay que aplicar una temperatura de 150ºC, y corresponde a un sistema de captación constituido por cilindro-parabólicos, no hay otra opción.

    Saludos
    El futuro energético es incierto, pero disponemos de mucho sol, hay que cosecharlo coherentemente, empecemos!

  17. #17
    vicente está desconectado Miembro del foro
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    Me parece haber visto maquinas de absorcion con un COP de 0.7, que tampoco es que sea gran cosa comparable a los de sistemas de compresion, pero da la impresion que se esta avanzando mucho en este campo.

    Ademas, es importante considerar que este tipo de instalaciones son el complemento ideal para los sistemas de solar termica que producen tanto excendentes energeticos en verano.

    Por cierto, las maquinas a las que me refiero son de Rotartica (www.rotartica.com)

  18. #18
    brunomiranda está desconectado Forero
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    Predeterminado

    No creo que se pueda comparar el COP energético de una máquina de absorción con el de una máquina frigorífica de compresión mecánica sin más.

    El calor es una forma de energía mucho más degradada que la energía eléctrica, por tanto usarla como energía primaria frente a la eléctrica merece consideraciones más profundas, como la aplicación de métodos exergéticos.

    Un saludo.
    Bruno
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  19. #19
    xavimarin está desconectado Forero
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    te puedes explicar un poco bruno, por favor?

  20. #20
    brunomiranda está desconectado Forero
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    Predeterminado

    A groso modo, 1 kw de energía eléctrica no es equivalente a 1 kw de calor en términos de capacidad para realizar trabajo. El kw de electricidad se podrá aprovechar más, se podrá obtener de él más trabajo útil y menos irreversibilidad.

    Dado que el calor solar es de "libre disposición" y la energía eléctrica debe ser generada y transportada creo que comparar la máquina de compresión mecánica con la máquina de absorción simplemente en término de COP es simplificar en exceso el modelo. Hay que pensar que al utilizar máquinas frigoríficas de compresión tendremos cierto "coste de oportunidad" al emplear la energía eléctrica para drenar energía térmica.

    Respecto al termino exergía, se trata de una variable termodinámica que indica el máximo trabajo que se puede obtener de un sistema, se podrá obtener más trabajo del calor a alta temperatura que a baja temperatura, o de la electricidad que del calor a baja temperatura.

    Dejo un enlace:

    http://es.wikipedia.org/wiki/Exerg%C3%ADa

    Saludos.
    Bruno
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  21. #21
    xavimarin está desconectado Forero
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    Predeterminado

    ok gracias

  22. #22
    Popolous está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado

    Buenas.

    Me alegro de que hayas comentado lo de la exergía Bruno. No es un concepto muy extendido y sin embargo es muy útil a la hora de realizar auditorías energéticas, por poner un ejemplo de utilidad.

    Además y redundando un poco en lo que ha dicho Bruno, esta función termodinámica, nos permite decir que tienen más calidad 1KW a 100 ºC (de vapor) que 10 KW a 10 ºC.

    Este concepto lo estudié en la carrera en una asignatura bastante interesante y lo aplicamos a diversos equipos: hornos, calderas, intercambiadores de calor (auténticos destructores de exergía)....

    No sé si hoy día se aplica un poco más o sigue sin conocerse mucho este concepto.

    ¡Saludos!

  23. #23
    Ramón está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado

    Hola otra vez
    Gracias a todos por vuestra colaboració.
    En principio, Xavimarín, no me gustaria tener que entrar en balances de exergías para no complicarme mas las cosas, pero de todas maneras me han gustado mucho tus posts, que son muy claros.
    De nuevo a vueltas con mi tutor. Ahora resulta que tengo que calcular la demanda sobredimensionando las necesidades de ACS (en el edificio están instalados una serie de termos eléctricos con un volumen total de 260 litros, pero en el proyecto no tengo los datos de sus potencias) hasta 500 litros y calcular la demanda energética considerando el agua a 60ºC. Luego sumar una fracción de la potencia de las máquinas (concretamente el 80%, con lo que serían 210KW), pero sólo determinados meses (todavía no tiene claros cuáles), y otros meses de verano el porcentaje baja. Los meses de menor radiación no cuentan pues se trata de dimensionar la superficie, y además las necesidades de calefacción son casi la mitad que las de refrigeración. El consumo de ACS es constante a lo largo del año.
    Ademas ahora tengo dudas en cuanto al cálculo del rendimiento mensual.
    Estoy haciendo el proyecto de Censolar y me sucede lo mismo.
    La cuestión es que para calcular la demanda mensual tomo un incremento de temperaturas entre la de consumo tomada a razón de 30 litros a 60ºC por persona y día (según el CTE y a diferencia de Censolar, que en principio toma 40 litros a 45ºC) y la temperatura del agua de red para cada mes.
    Pero a la hora de calcular los rendimientos, el Censol realiza los cálculos tomando tambien esta misma Tª (60º), sin poder hacer nada para evitarlo.
    Pienso que el error de Censolar está en ésta cuestión, ya que como es obvio, el colector no estará siempre a 60ºC. Para ello el programa tiene una función iterativa que estima unas temperaturas medias del agua del acumulador considerando el caso ideal de que el consumo se inicia una vez alcanzada la Tª máxima en el acumulador.
    El caso es que con Censol tienes que utilizar ésta función para comprobar que no te pasas del 100% como dice el CTE y ademas logrando una contribución solar mayor que cumpla, pues aunque disminuyes la superficie, la fracción solar se te queda por debajo. Pero el caso es que en Censolar me dicen que el método de cálculo iterativo es muy complejo y no entra dentro del ámbito del curso.
    Pero para justificar un proyecto hay que presentar los cálculos y detallar el método...¿no?
    A ver qué solución me dan, porque no puedo presentar los cálculos mediante el Censol, que me dan una fracción solar de apenas el 40%, y decir que al programa le da por otro método mas bonito un fenomenal 69.9%, con lo que todo arreglado.
    En Internet he visto una página con el f-chart que te lo calcula y todo eso; también hay formularios de todo tipo y todos son el f-chart.
    Por favor, un poco de claridad!
    Acepto todo tipo de sugerencias, y si es posible que algien me presente un ejemplo de cálculo del f-chart con datos conseguidos en este planeta.
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  24. #24
    CESCBP está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado tubos de vacio

    con tubos de vacío la superficie colectora baja considerablemente ya que estos tienen mejor rendimiento que las planas

    saludos

  25. #25
    Ramón está desconectado Miembro del foro
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    mar 2007
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    Predeterminado A vueltas con la instalación

    Hola de nuevo a todos
    Creo que ya he dimensionado la superficie, y os contaré un poco para ver que os parece.
    La Demanda de ACS se ha establecido en 500 litros/día a 45ºC.
    Para las dos máquinas de absorción necesitamos 300 Kw, pero sólo abasteceremos el 80% de esa cantidad, luego serán 240 Kw.
    Los datos necesarios los tomé del EREN para Zamora.
    El resultado es de 346 colectores planos de S=2,02 m^2, Ro=0,819, a1=4,227,a2=0,014. Aprox. 700 m^2.
    Para obtener éste resultado tomé los datos de radiación incidente diaria en sup. inclinada para obtener el rendimiento a través de la Irradiación, y multiplicando la radiación incidente por el rendimiento obtengo la aportación solar diaria.
    Multiplicando por en nº de días y descontando un 20% de pérdidas por acumulación, conducciones y recirculación, intercambiadores,...
    Tengo dudas respecto a dicho 20%, ¿cómo podría estimar las pérdidas con mas precisión?
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