1-f. Q g L, h L. condensador., w s e 1-f. h i. g L., h L

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1 EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO (3 o GIE) 10/07/2014 (16:00 h) Alumno:SOLUCIONES Tempo total: 2 h 30 mn 1) [CFR] (1,5 puntos) En la fgura adjunta se presenta un enfrador-condensador real y su esquema equvalente. G, h e, w e f G, h s, w s e 1-f s Q g L, h L Enfrador-Condensador condensador G, h e, w e f G, h s, w s e 1-f Enfrador Ideal h, w Mezclador Ideal s Q g L, h L Esquema equvalente Se supone consttudo por dos ramas, una con la fraccón de caudal (1-f) que se pone en contacto deal con el refrgerador y sale con humedad relatva del 100 %, y la fraccón f (factor de by-pass) que no modfca su estado. Determne: a) Balance de energía y masa aplcable al enfrador deal G (1 f) h e = G (1 f) h + g L h L + Q G (1 f) w e = G (1 f) w + g L b) Balance de energía y masa aplcable al mezclador deal G f h e + G (1 f) h = G h s G f w e + G (1 f) w = G w s c) Usando el gráfco adjunto, y supuesto G = 10 kg a /s y f = 0,15, determnar:. Humedad w s la humedad a la entrada es de 20 g v /kg a y la temperatura es de 50 0 C, y a la salda del conjunto debe ser de 7 g v /kg a (1 0, 15) w = ,71 g v /kg a 1/10

2 EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO (3 o GIE) 10/07/2014 (9:30 h) Alumno: Tempo total: 3 h. Caudal de líqudo condensado. 10 (1 0, 15) 20 = 10 (1 0, 15) 7 + g L g v /s. Dbujad en el gráfco el punto representatvo de la salda del conjunto. s e 2/10

3 EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO (3 o GIE) 10/07/2014 (16:00 h) Alumno:SOLUCIONES Tempo total: 2 h 30 mn 2) [PRP] (1 punto) S la tensón en alterna generada por un sstema fotovoltaco con nversor, se puede representar por: V(t) = 150 sen(wt) + 23sen(5wt) + 12sen(7wt) +, donde w = 2πf. Determnar la expresón de la corrente I(t), que pasa por una carga resstva de 10 Ω, conectada al nversor; s se dspone, en paralelo con ella, un fltro LC-sere, sntonzado con el 7 armónco y un fltro LC-paralelo, sntonzado a 50 Hz. NOTA: suponed que los fltros son deales. 3) [PRP] (1,5 puntos) En una nstalacón ndustral, con una acometda en trfásca de 400 V, la demanda eléctrca en un momento dado es de 350 kw, con un cosφ = 0,7. Para compensar el factor de potenca se tene, en paralelo con la carga, una batería de condensadores en trángulo, que aportan 400 kvar. S se dspone de un TCR [bobnas controladas con trstores] (confguracón en trángulo), con una nductanca real por fase de 15 mh, Determnar el ángulo de dsparo aproxmado de la TCR para que el factor de potenca sea la undad? NOTA: El ángulo de dsparo está entre π/2 y π. I 1 = 2V f sen(2α) (π α + ) ωπl 2 3/10

4 EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO (3 o GIE) 10/07/2014 (9:30 h) Alumno: Tempo total: 3 h 4) [CFR] (1 punto) Dbujad, señalando los valores numércos más relevantes y RAZONÁNDOLO, la respuesta de un controlador P.I. (elegd arbtraramente sus parámetros) a una entrada de error ε(t) como la representada en la fgura. 1 ε(t) t 1 4/10

5 EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO (3 o GIE) 10/07/2014 (16:00 h) Alumno:SOLUCIONES Tempo total: 2 h 30 mn 5) [VVL] (1,5 puntos) La lumnacón en certo local de una bbloteca está consttuda por 56 lumnaras con lámparas compactas de la marca Phlps con las sguentes característcas: Las característcas del local en cuestón son las sguentes: Dmensones: a (m) = 25 b (m) = 8 Reflectancas superfces (ρ): Techo: 80 Pared: 50 H (m) = 3,15 Suelo: 30 Se pde: a) (0,75 puntos) Calcular el valor de efcenca energétca de la nstalacón (VEEI) sabendo que el factor de mantenmento es f m = 1 y la altura del plano útl es 0,85 m. P 100 VEEI S E m [W/m 2 ] por cada 100 lux Determnamos en prmer lugar el valor de la lumnanca meda sobre el plano útl: E m f u f m η n φ S - Calculamos el factor de utlzacón defndo por el fabrcante según el índce del local y las reflectancas de las superfces: a b 25 8 K 2,64 h (a b) (3,15-0,85) (25 8) Las reflectancas de techo, pared y suelo son respectvamente: 0,8; 0,5 y 0,3. 5/10

6 EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO (3 o GIE) 10/07/2014 (9:30 h) Alumno: Tempo total: 3 h 3,00 2,50 0,48 0,46 f 2,64 2,50 f 2,50 u u 0,4654 E m f u f m η n φ 0, , S ,67 lux VEEI 5,79 [W/m ,67 2 ] por cada 100 lux b) (0,5 puntos) Calcular el valor de PI señalado como segundo ndcador de efcenca por el CT-DB-HE PI 20,16[W/(m lx) c) (0,25 puntos) Cuál es el tercer requsto que marca el CTE-DB-HE3? Presentar un plan de mantenmento que ncluya los tempos de cclos de lmpeza y susttucón de lámparas. 6/10

7 EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO (3 o GIE) 10/07/2014 (16:00 h) Alumno:SOLUCIONES Tempo total: 2 h 30 mn 6) [ECL] (1 punto) Una ndustra tene unas necesdades de electrcdad de 3,7 GWh anuales, y las sguentes necesdades contnuas de calor, constantes día y noche: Agua calente: demanda de 79 m 3 /día de agua, que se toma de la red de dstrbucón a 10 C y se debe calentar hasta los 70 C (calor específco del agua: 4,18 kj/(kg C), densdad agua: 1 kg/l). Vapor para proceso: 0,9 t/h de vapor a 5 bar y 180 C con entalpía 2811,54 kj/kg. El vapor se produce a partr de agua tomada de la red (10 C), que después de acondconarla en presón hasta 5 bar tene una entalpía de 42,07 kj/kg. Para cubrr parcalmente sus necesdades, la ndustra nstala en 2005 un motor de gas natural para cogeneracón de potenca eléctrca nomnal a plena carga de 400 kw, que ofrece potenca térmca recuperable de los gases de escape con temperaturas adecuadas para la produccón del vapor, y crcutos de refrgeracón de camsas, compresor y acete, adecuados para la produccón del agua calente. El consumo de combustble a plena carga es de 100 m 3 /h, de gas natural de poder calorífco PCI= 9600 kcal/m 3. Suponga que el motor funcona a su potenca nomnal de forma contnua todo el año. Los rendmentos de la drectva para la produccón de electrcdad y calor por separado para ese tpo de motor y año de nstalacón son del 49,0 % (ya corregda por las pérddas de red) y del 90 % respectvamente. Sabendo que la cogeneracón sempre funconó a plena carga, que toda el agua calente se produjo con la cogeneracón, y que el ahorro de energía prmara porcentual fue del 22,35 %, determne cuantas toneladas de vapor a la hora se generaban con la cogeneracón, y cuántas con una caldera de apoyo. 7/10

8 EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO (3 o GIE) 10/07/2014 (9:30 h) Alumno: Tempo total: 3 h 7) [MVMS] (1,5 puntos) Calcular el VAN de la sguente propuesta de nversón: Una pequeña empresa tene subcontratada la dstrbucón de su producto a su red de mayorstas, a razón de 50 euros por undad entregada. Al año dstrbuye unas undades. Ahora estuda adqurr un vehículo con las sguentes característcas para hacer dcha dstrbucón: - Preco de compra del vehículo euros - Capacdad de dstrbucón undades al año - Gastos varables 35 euros por undad - Gastos fjos sn nclur la amortzacón euros al año - Vda útl del vehículo 3 años - Preco de venta del vehículo al fnal de los 3 años euros Justfcar s nteresa comprar el vehículo para realzar la dstrbucón con el vehículo propo, sabendo que el tpo del mpuesto sobre socedades es del 30 % y que el coste de fnancacón de la empresa es del 10%. Para reducr el pago de mpuestos durante los tres años de operacón del vehículo su amortzacón se realzará en 3 años Inversón Ahorro Gastos Fjos Amortz BAT Impuestos BN FC VAN = /10

9 EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO (3 o GIE) 10/07/2014 (16:00 h) Alumno:SOLUCIONES Tempo total: 2 h 30 mn 8) [VVL] (1 punto) El propetaro de una vvenda desea contratar una tarfa eléctrca en BT. Estuda dos posbldades: una tarfa sn dscrmnacón horara (2.0A) y otra con dscrmnacón de dos períodos (2.0DHA) cuyos precos aparecen en las tablas I y II. Durante 45 días estma haber consumdo 400 kwh en el perodo punta y 400 kwh en el valle. Calcule el mporte de la factura eléctrca en los dos tpos de tarfas consderando una potenca contratada de 9,9 kw. Por cuál debería optar fnalmente? NOTA: Impuesto eléctrco 4,864%[(FP+FE+FER) x 1,05113]; IVA: 21 % TABLA I: Tarfas de peaje/acceso en BT, térmno de potenca ( /(kw año)) y térmno de energía ( /kwh) Tarfas de acceso Tp [ /(kw año)] 2.0A 38, , Te [ /kwh] Sn DH Período 1 Período 2 Período 3 2.0DHA 38, , , DHS 38, , , , TABLA II: Preco ( /kwh) de coste de la energía actva Tarfa de acceso Te [ /kwh] Sn DH Período 1 Período 2 Período 3 2.0A 0, DHA 0,092 0, DHS 0,099 0,068 0,032 TABLA III: Alquler de contadores Precos aplcables cuando el contador sea propedad de la empresa dstrbudora: Contador con DH: 2,05 /mes Tarfa 2.0A Pc (kw) = 9,9 A) Térmno de factura de potenca: FP FP= 376,6 EUR/año FP= 46,43 EUR B) Térmno de facturacón de energía: FE FE = 108 EUR C) Alquler de equpos de medda: Equpos = 3,075 EUR FE D) Aplcacón del mpuesto eléctrco: 4,864%[(FP+FE+FER)x1,05113] Imp. Eléctrco = 7,897 EUR E) Cálculo del IVA 165,4 IVA (21 %) = 34,74 EUR FP n 1 Tp n 1 Te x P f x E [ /año] [ ] 9/10

10 EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO (3 o GIE) 10/07/2014 (9:30 h) Alumno: Tempo total: 3 h TOTAL FACTURA = 200,17 EUR Tarfa 2.0DHA Pc (kw) = 9,9 A) Térmno de factura de potenca: FP FP= 376,63 EUR/año FP= 46,4338 EUR B) Térmno de facturacón de energía: FE FE = 84,0908 EUR C) Alquler de equpos de medda: Equpos = 3,075 EUR FE D) Aplcacón del mpuesto eléctrco: 4,864%[(Tp+Te+Tr)x1,05113] Imp. Eléctrco = 6,67333 EUR E) Cálculo del IVA IVA (21 %) = 29,4573 EUR FP n 1 Tp n 1 Te x P f x E [ /año] [ ] TOTAL FACTURA = 169,73 EUR 10/10