Estudio teórico y experimental de un quemador generador de un sistema de enfriamiento por absorción
Investigador/es: M.I. Gabriel Ernesto Pando Martínez
Estudio Teórico y Experimental de un Quemador Generador
Los sistemas de aire acondicionado por compresión mecánica de vapor son los principales consumidores de energía en los edificios y su funcionamiento produce altas cargas de electricidad en el verano. Una alternativa para minimizar el consumo de energía en esta aplicación, es el uso de sistemas de enfriamiento por absorción en las cuales, la fuente principal de energía es calor, además, éste puede ser obtenido de diversas fuentes, como energía solar, calor de desecho y biocombustibles entre otros.
En este trabajo se presenta el desarrollo teórico y la construcción de un generador híbrido solar-biogás para ser utilizado en un sistema de enfriamiento por absorción avanzado de 17.6 kW de capacidad, el cual utiliza amoniaco-agua como fluido de trabajo. El generador propuesto consta de dos secciones; la primera sección, se compone de una cámara de combustión rodeada de dos serpentines helicoidales donde se genera la mayor parte de vapor de amoniaco mediante la combustión de biogás, la segunda sección está compuesta de un intercambiador de calor de tubo y coraza con película descendente en tubos verticales y su objetivo es aumentar la integración energética interna de la etapa de generación. Se presentan las ecuaciones que rigen los procesos de transferencia de calor involucrados para el diseño del equipo y mediante una metodología propuesta se resuelve el modelo matemático y por medio de un estudio paramétrico, se determinan las dimensiones óptimas de la cámara de combustión, los serpentines helicoidales y el intercambiador de calor de tubo y coraza. Mediante un estudio de simulación en TRNSYS, se realiza un estudio comparativo durante la temporada de verano (mayo a septiembre) de un año típico para la ciudad de Mexicali, B.C. entre un sistema de enfriamiento por absorción activado con energía solar y biogás y uno de compresión mecánica de vapor activado con energía eléctrica. Los resultados muestran que el costo de operación del sistema de enfriamiento por absorción presenta mayor costo anual de operación cuando utiliza biogás únicamente comparado con el sistema de compresión mecánica de vapor para la tarifa 1F, sin embargo, se tiene un ahorro del 50.4% si el usuario se encuentra en la tarifa DAC (domestica de alto consumo), mientras que en el caso del sistema híbrido solar-biogás, se obtienen costos de operación inferiores a la unidad de compresión mecánica de vapor en un 67.5% para la tarifa DAC y de un 26.7% para la tarifa 1F.
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