CURSO CLIMATIZACIÓN SOLAR CAPÍTULO 0. INTRODUCCIÓN

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Pilar Crespo Venegas
hace 5 años
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1 CURSO CLIMATIZACIÓN SOLAR CAPÍTULO 0. INTRODUCCIÓN Laura Sisó Miró 9-10 Octubre 2008 Instituto Tecnológico de Canarias

Aiguasol Cooperativa autogestionada fundada en 1999 por dos doctores

Actualmente formada por 18 persones altamente cualificadas (Doctores

dedicados exclusivamente a tareas de ingeniería energética, con

Análisis, simulación, optimización, diseño y dirección de ejecución.

certificación energética, etc. CONSULTORIA ENERGÉTICA DE SISTEMAS.

de calor y frío, plantes termoeléctricas, etc. DESARROLLO DE SOFTWARE.

2 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 175kW th y 700kW th 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. Curso de Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 0. 2

3 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» está cofinanciado por la Comisión Europea, en el marco del Programa Intelligent Energy-Europe (EIE/06/116/SI ). 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: Curso de Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 0. 3

4 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. Curso de Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 0. 4

5 Planificación del curso 1º día Información Básica I y II Contexto Concepto de confort térmico Ciclos cerrados y ciclos abiertos Tecnologías de captadores solares térmicos Tecnologías de refrigeración Absorción Adsorción Desecación + enfriamiento evaporativo capítulo 1 capítulo 2 Pausa café Esquemas de principio y regulación Clasificación de los sistemas de climatización solar Sistemas SHDC Enfriadora térmica + por energía solar capítulo 3 Sistemas SDEC Desecación sólida y enfriamiento evaporativo Curso de Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 0. 7

6 Planificación del curso 1º día Almuerzo Diseño Productos comerciales existentes Planificación técnica Mantenimiento Sistemas y proyectos realizados Proyectos demostrativos Lecciones aprendidas Resumen y conclusiones capítulo 4 capítulo 5 Curso de Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 0. 8

7 Planificación del curso 2º día Resumen sesión anterior Energía, medioambiente y economía Indicadores energéticos y medioambientales Indicadores económicos Herramientas Software y métodos de cálculo TRNSYS - Ejemplo ACS capítulo 6 Pausa café Criterios y métodos de diseño Herramientas software existentes en el mercado Caso práctico capítulo 7 Continuación caso práctico Resumen y conclusiones Almuerzo capítulo 8 Curso de Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 0. 9

8 Contexto Por qué utilizar energía solar térmica para producir aire acondicionado? Minimiza el consumo de energía eléctrica respecto a los sistemas convencionales Coincidencia de máxima producción solar i máxima demanda Capacidad de los sistemas solares térmicos superior: diseño por demanda de invierno puede ser superior Reducción de emisiones CO 2 i consumo energía primaria Reducción en tarifa energética i en picos de consumo elèctrico en verano. MWh Copyright, 2004, AIGUASOL Enginyeria Total thermal demand Total heat (heating+dhw) Total heat for cool Solar Cooling Demanda energética climatitzación i aportación solar. Centro comercial - Madrid Curso Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 1. 11

Ciclos cerrados y ciclos abiertos Descripción de Tecnologías

(SHDC) Absorción Temp: 75 90 ºC (160ºC) COP: 0.6 0.7 (1.

65 Sistemas basados en ruedas desecantes regeneradas por calor

9 Ciclos cerrados y ciclos abiertos Descripción de Tecnologías Sistemas basados en máquinas enfriadoras accionadas por calor solar (SHDC) Absorción Temp: ºC (160ºC) COP: (1.1) Adsorción Temp: ºC COP: Sistemas basados en ruedas desecantes regeneradas por calor solar y refrigeración evaporativa (SDEC) Desecación Temp: ºC COP: Necesario distribución por aire Fuente: Yazaki, Robur, Mycom, Munters, Climatewell Curso Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 1. 28

Captadores solares y climatización solar Glasabdeckung Sistema desecante: 50 80 C Captadores

Isolierung Absorber mit Luftkanälen Kollektorrahmen Adsorción: 65 85 C Captadores planos

Glasabdeckung Isolierung Absorber mit Fluidkanälen Kollektorrahmen Absorción de simple

10 Captadores solares y climatización solar Glasabdeckung Sistema desecante: C Captadores de aire y captadores planos - FPC-. Isolierung Absorber mit Luftkanälen Kollektorrahmen Adsorción: C Captadores planos FPC- y captadores de vacío - ETC-. Glasabdeckung Isolierung Absorber mit Fluidkanälen Kollektorrahmen Absorción de simple efecto: C Glasabdeckung Folie Captadores planos FPC-, de vacío ETC-, concentrador óptico sin seguimiento. Reflektor Isolierung Absorber mit Fluidkanal Kollektorrahmen Absorción de doble efecto: C Captadores de vacío de alto efecto, concentrador óptico sin seguimiento. Source : Fraunhofer ISE Curso Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 1. 39

11 Ciclo de absorción (1) generador condensador evaporador bomba de solucíón solución diluida solución concentrada refrigerante vapor refrigerante líquido agua de refrigeración agua refrigerada aportación calor absorbedor intercambiador de calor Fuente: Yazaki Curso Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 1. 62

Recipiente a una presión muy baja (6 mmhg) para permitir la evaporación del agua a baja temperatura.

12 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 Curso Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 1. 63

13 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 LiBr concentrada 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 Curso Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 1. 64

Ciclo de absorción (4) GENERADOR Haz de tubos donde se calienta la solución

Se separa el vapor, que será llevado al condensador, de la solución de LiBr

El calentamiento se puede realizar: Por quemador: combustible (gas natural) por

14 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 será llevado 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 Curso Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 1. 65

intercambiador de calor, aprovechando el calor contenido en el vapor de agua procedente del

15 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 Curso Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 1. 66

serpentín del absorbedor. En el caso de doble efecto, está en el mismo recipiente que el generador de baja temperatura.

16 Ciclo de absorción (6) CONDENSADOR Recibe 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, está en 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. Curso Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 1. 67

17 Ciclo de absorción (7) INTERCAMBIADORES DE CALOR Para 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 semiconcentrada procedente del generador de alta solución diluida procedente del Intercambiador de baja temperatura (segunda etapa) Curso Climatización Solar. Instituto Tecnológico de Canarias Octubre CAP 1. 68

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