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CURSO CLIMATIZACIÓN SOLARCAPÍTULO 0. INTRODUCCIÓN
Laura Sisó Miró9-10 Octubre 2008
Instituto Tecnológico de Canarias
Curso de Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias. 9-10 Octubre 2008. CAP 0. 2 www.aiguasol.coop
Aiguasol
Cooperativa autogestionada fundada en 1999 por dos doctores investigadores de la UPC. Actualmente formada por 18 persones altamente cualificadas (Doctores y licenciados en Ingeniería, Física, Arquitectura y Economía) dedicados exclusivamente a tareas de ingeniería energética, con oficinas en Barcelona y Madrid.
SISTEMAS SOLARES. Análisis, simulación, optimización, diseño y dirección de ejecución. 7 sistemas de entre 175kWth y 700kWth y más de 3000 viviendas.
CONSULTORIA ENERGÉTICA EN EDIFICACIÓN. Asesoramiento, simulación, diseño de soluciones constructivas, certificación energética, etc.
CONSULTORIA ENERGÉTICA DE SISTEMAS. Refrigeración solar, microcogeneración, procesos industriales, redes de calor y frío, plantes termoeléctricas, etc.
DESARROLLO DE SOFTWARE. Simulación dinámica de sistemas solares térmicos, del comportamiento térmico de edificios y ventilación.
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Proyecto SOLCO
El proyecto SOLCO “«Eliminación de las barreras no-tecnológicas para la implantación de la refrigeración solar en las Islas del Sur de Europa» estácofinanciado por la Comisión Europea, en el marco del Programa “IntelligentEnergy-Europe” (EIE/06/116/SI2.448522).
La refrigeración con energías renovables representa una cuestión clave en la política energética de la Unión Europea.
El objetivo global de SOLCO es eliminar las barreras no-tecnológicas que frenan actualmente el uso de las tecnologías de refrigeración solar en los cinco territorios insulares de la Europa meridional (Sicilia, Chipre, Creta, Cerdeña y las Islas Canarias).
Para más información: http://www.solcoproject.net/
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Proyecto SOLCO
Con el fin de alcanzar estos objetivos, se llevarán a cabo las siguientes tareas:
Identificar las barreras no-tecnológicas que dificulten el uso y la implantación de la energía solar para sistemas de enfriamiento
La formación de los agentes involucrados en este sector y usuarios potenciales.
El incremento de la conciencia acerca de estas tecnologías a través de la divulgación de información y resultados.
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Planificación del curso – 1º día
Información Básica I y IIContextoConcepto de confort térmicoCiclos cerrados y ciclos abiertosTecnologías de captadores solares térmicosTecnologías de refrigeración
• Absorción
• Adsorción• Desecación + enfriamiento evaporativo
Esquemas de principio y regulaciónClasificación de los sistemas de climatización solarSistemas SHDC – Enfriadora térmica + por energía solarSistemas SDEC – Desecación sólida y enfriamiento evaporativo
Pausa café
capítulo 1
capítulo 2
capítulo 3
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Planificación del curso – 1º día
DiseñoProductos comerciales existentesPlanificación técnicaMantenimiento
Sistemas y proyectos realizadosProyectos demostrativosLecciones aprendidas
Resumen y conclusiones
Almuerzo
capítulo 4
capítulo 5
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Planificación del curso – 2º día
Resumen sesión anteriorEnergía, medioambiente y economía
Indicadores energéticos y medioambientalesIndicadores económicos
Herramientas Software y métodos de cálculoTRNSYS - Ejemplo – ACS
Criterios y métodos de diseñoHerramientas software existentes en el mercado
Caso práctico
Continuación caso prácticoResumen y conclusiones
Almuerzo
Pausa café
capítulo 6
capítulo 7
capítulo 8
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Contexto
Minimiza el consumo de energía eléctrica respecto a los sistemas convencionalesCoincidencia de máxima producción solar i máxima demandaCapacidad de los sistemas solares térmicos superior: diseño por demanda de invierno puede ser superiorReducción de emisiones CO2 i consumo energía primariaReducción en tarifa energética i en picos de consumo elèctricoen verano.
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MW
h
Total thermal demand Total heat (heating+DHW) Total heat for cool Solar Cooling
Cop
yrig
ht, 2
004,
AIG
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SOL
Engi
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Demanda energética climatitzación i aportación solar. Centro comercial - Madrid
¿Por qué utilizar energía solar térmica para producir aire acondicionado ?
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Descripción de TecnologíasSistemas basados en máquinas enfriadoras accionadas por calor solar (SHDC)
• AbsorciónTemp: 75 – 90 ºC (160ºC)COP: 0.6 – 0.7 (1.1)
• AdsorciónTemp: 60 – 85 ºCCOP: 0.55 – 0.65
Sistemas basados en ruedas desecantes regeneradas por calor solar y refrigeración evaporativa (SDEC)
• DesecaciónTemp: 50 - 70 ºCCOP: 0.5 – 0.6Necesario distribución por aire
Fuente: Yazaki, Robur, Mycom, Munters, Climatewell
Ciclos cerrados y ciclos abiertos
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Captadores solares y climatización solar
Sistema desecante: 50 – 80°CCaptadores de aire y captadores planos -FPC-.
Adsorción: 65 – 85°CCaptadores planos –FPC- y captadores de vacío - ETC-.
Absorción de simple efecto: 70 – 100°CCaptadores planos –FPC-, de vacío –ETC-, concentrador óptico sin seguimiento.
Absorción de doble efecto: 130-160°CCaptadores de vacío de alto efecto, concentrador óptico sin seguimiento.
Glasabdeckung
Isolierung KollektorrahmenAbsorber mit Luftkanälen
Glasabdeckung
Isolierung KollektorrahmenAbsorber mit Fluidkanälen
IsolierungKollektorrahmen
Glasabdeckung
Absorber mit Fluidkanal
Reflektor
Folie
Source : Fraunhofer ISE
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Ciclo de absorción (1)
Fuente: Yazaki
generador
evaporador
absorbedor
condensador
intercambiador de calor
bomba de solucíón
solución diluidasolución concentradarefrigerante vaporrefrigerante líquidoagua de refrigeraciónagua refrigeradaaportación calor
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Ciclo de absorción (2)
EVAPORADOR
Haz de tubos de cobre por los que circula el agua a refrigerar y que por su superficie fluye el agua que se evapora, procedente del condensador.
Recipiente a una presión muy baja (6 mmHg) para permitir la evaporación del agua a baja temperatura.
Font imatges cicle: Gas natural
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Ciclo de absorción (3)
ABSORBEDOR Misma cámara que el evaporador. Están directamente comunicados.Recibe la solución de LiBr concentrada, procedente del generador, que absorbe el agua (refrigerante) procedente del evaporador.
Contiene un circuito de refrigeración (solución LiBrconcentrada está caliente): haz de tubos de cobre por el que circula agua refrigerada exteriormente. Después del absorbedor, circula por el condensador
La solución LiBr diluida por el vapor absorbido, es enviada al generador por la BOMBA DE SOLUCIÓN
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Ciclo de absorción (4)
GENERADOR
Haz de tubos donde se calienta la solución diluida procedente del absorbedor, hasta llevarla a ebullición. Se separa el vapor, que serállevado al condensador, de la solución de LiBr semi-concentrada, que será llevada al absorbedor.
El calentamiento se puede realizar:• Por quemador:
combustible (gas natural)• por intercambiador:
agua caliente, sobrecalentada o vapor
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Ciclo de absorción (5)
GENERADOR
En los equipos de doble efecto existe:• GENERADOR DE ALTA TEMPERATURA (equivalente al anterior)• GENERADOR DE BAJA TEMPERATURA: actúa como intercambiador de
calor, aprovechando el calor contenido en el vapor de agua procedente del generador de alta
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Ciclo de absorción (6)
CONDENSADORRecibe el vapor de agua procedente de los generadores (de los dos en el caso de doble efecto) y lo condensa. El enfriamiento se produce al entrar en contacto el vapor con el haz de tubos por el que circula el agua de refrigeración exterior, procedente del serpentín del absorbedor.
En el caso de doble efecto, estáen el mismo recipiente que el generador de baja temperatura.
Es necesaria una torre de refrigeración externa para extraer el calor del absorbedor y del condensador.
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Ciclo de absorción (7)
INTERCAMBIADORES DE CALORPara incrementar la eficiencia del ciclo se integran dos intercambiadores de calor de haz tubular, que reducen la energía que se tiene que aportar al sistema per llevar a ebullición la solución diluida:
• Intercambiador de baja temperatura: solución concentrada procedente del generador de baja con solución diluida procedente del absorbedor
• Intercambiador de alta temperatura (solo en las de doble efecto): solución semi-concentrada procedente del generador de alta solución diluida procedente del Intercambiador de baja temperatura (segunda etapa)
