tema€¦ · 3.1.2.- características enfriadores de agua (chiller) por absorción bajo costo de...
TRANSCRIPT
TEMA:
Utilización de GN en
Sistemas de refrigeración
EXPOSITOR:
Rafael Castillo Figueroa
TEMARIO
1.- Sistemas de generación de energía y calor combinados (CHP)
1.1.- Definición
1.2.- Usos de energía térmica recuperada
1.3.- Diseño sustentable y eficiencia
1.4.- Ejemplos
2.- Recuperación de calor en sistemas generación
2.1.- Motores a combustión
2.2.- Turbinas a combustión
2.3 Ejemplos
3.- Equipos activador por calor
3.1.- Chiller de absorción
3.2.- Bomba de calor por absorción
1.- Sistemas de generación de energía y calor combinados (CHP)
1.1.- Definición:
Es la producción simultánea de electricidad o energía mecánica y energía térmica útil
utilizando una sola fuente de energía.
Cuando se captura y utiliza la energía de un efluente (que de otra manera sería
eliminado al ambiente) el CHP o Cogeneración opera a mayores eficiencias que cuando
se produce calor y energía en procesos separados. Por tanto se contribuye a soluciones
de construcciones mas sostenibles energéticamente.
1.2.- Usos de la energía térmica recuperada:
a. Como energía de regeneración en un ciclo de refrigeración por absorción.
b. Para operar un ciclo secundario de generación de energía eléctrica: Ciclo combinado.
c. Directamente en procesos de secado o regeneración del desecante de
deshumidificadores.
d. Calentar un fluido secundario (vapor o agua caliente) en forma indirecta.
1.- Sistemas de generación de energía y calor combinados (CHP)
1.3.- Diseño sustentable y eficiencia de un sistema CHP:
a. Evaluación de la cantidad, duración y coincidencias de demanda en energía eléctrica y
energía térmica, tarifas y recorte de picos.
b. Selección del equipo de generación eléctrica (motor o turbina), y el combustible a utilizar.
c. Recuperación del calor eliminado, su distribución como energía térmica y su uso en
tecnologías activadas térmicamente (TAT).
Ciclo CCHP (Cooling, heating and power cycle) o TRIGENERACION
Un sistema de generación por motor o turbinas a combustión puede integrarse con recuperadores
de calor y chiller de absorción y producir en un mismo sistema: Energía eléctrica, agua caliente o
vapor y agua fría de refrigeración.
1.- Sistemas de generación de energía y calor combinados (CHP)
1.3.- Diseño sustentable y eficiencia de un sistema CHP:
1.4.- Ejemplo 1:
Generador eléctrico separado del caldero: ηe = 0.25; ηo = 0.46; ε=0.25
Eficiencia eléctrica neta generador = Eficiencia global de CHP =
Eficacia eléctrica de CHP =•α es la eficiencia de la tecnología utilizada: Si es directo pe
secador: α=1, indirecto pe caldero: α=0.8
•Gas Natural (HHV NG: 1000-1050 Btu/ft3 ) es el combustible
preferido para los sistemas de CHP y CCHP
1.- Sistemas de generación de energía y calor combinados (CHP)
1.4.- Ejemplo 2:
Generación combinada Electricidad y térmica (agua caliente): ηe = 0.25; ηo = 0.75; ε=0.67
1.- Sistemas de generación de energía y calor combinados (CHP)
1.4.- Ejemplo 3:
Generación combinada Electricidad y térmica (vapor): ηe = 0.25; ηo = 0.68; ε=0.54. HRSG (Heat
recovery Steam generator)
2.- Recuperación de calor en sistemas de generación
2.1.- Generador con motor a combustión:
Se puede recuperar calor:
a. Del agua de enfriamiento de chaquetas que trabaja entre 80ºC- 88ºC
b. Del intercambiador de enfriamiento de aceite que trabaja a 88ºC aproximadamente.
c. Post- enfriador del turbo cargador que opera con agua a 32-50ºC aproximadamente.
d. De los Gases de combustión: 650ºC a 760ºC, Solo se puede enfriar hasta 125ºC
para evitar la condensación y formación de ácidos en la tubería de escape.
La recuperación estimada es 1000Btu/h por HP generado en el eje o 1lb/h de vapor por HP
generado en caso de motores a combustión.
2.- Recuperación de calor en sistemas de generación
2.1.- Generador con motor a combustión:
2.- Recuperación de calor en sistemas de generación
2.1.- Generador con motor a combustión:
2.- Recuperación de calor en sistemas de generación
2.2.- Generador con turbina a combustión:
Se puede recuperar calor:
a. De los Gases de combustión: 650ºC a 760ºC, La recuperación estimada es 8-10lb/h de
vapor para turbinas a combustión.
Se puede producir mas energía PREENFRIANDO AIRE COMBUSTION
a. Cada 10ºC de elevación en aire de ingreso, disminuye la capacidad en 9%. La capacidad
nominal es a 15ºC de temperatura, 60%HR de ingreso de aire.
b. Por cada 1000ft de altitud la capacidad disminuye 3.5% aprox
c. Por cada 1”ca de caída de presión en el ingreso del aire (filtros, ductos, etc) la capacidad
disminuye 0.5%.
d. Por cada 1”ca de caída de presión en la descarga de gases de combustión (silenciador,
ductos, etc) la capacidad disminuye 0.3%.
2.- Recuperación de calor en sistemas de generación
2.2.- Generador con turbina a combustión:
2.- Recuperación de calor en sistemas de generación
2.2.- Generador con turbina a combustión:
CONCLUSIÓN:
Con soluciones de Cogeneracion o Trigeneración, elevamos la
eficiencia global del combustible consumido de 30-34% hasta 85%.
2.- Recuperación de calor en sistemas de generación
2.3.1 TIPO DE INDUSTRIA: Textil (sinha Mills)
Entrada : Exhaust Gas of Gas Engines
Fuel: Natural Gas
Capacity : 1000 KW.
Exhaust Gas Quantity: 3 x 4700 Kg/hr
Exhaust Gas Temperature : 484 Deg. C.
Salida : Agua de refrigeración – 500 TR (Full Capacity 8 Bar Steam Stand-by)
2.3.2 TIPO DE INDUSTRIA: Hotel resort 5* (Italia)
Aire acondicionado: 231Tons
Chiller por absorción activado por caldero de biomasa y gases de combustión de
microturbinas.
2.- Recuperación de calor en sistemas de generación
2.3.3 TIPO DE INDUSTRIA: Centro de Convenciones (Beijing – China)
3.- Equipos activados por calor
3.1.- Enfriadores de agua (chiller) por absorción
3.1.1.- Principio de operación
3.1.2.- Características Enfriadores de agua (chiller) por absorción
Bajo costo de operación :a. Bomba de refrigerante + Bomba solución + Bomba vacío = Solo 3 partes en
movimiento
b. Consumo eléctrico = 5% que el chiller eléctrico = Menos inversión en
distribución eléctrica
c. Menos partes en movimiento = Mayor confiabilidad = Menor mantenimiento.
Ambientalmente amigable:
a. Libre de CFCs no daña capa de ozono
b. Operación estática, bajo nivel ruido
c. Menos emisión de CO2 , reduce efecto invernadero.
Versatilidad en el uso de calor:
a. Gases de combustión encima de 270C
b. Gas natural / Diesel
c. Vapor mayor a 0.1Bar presión
d. Agua caliente mayor a 80C F
e. Fuente de calor combinadas
3.1.3.- Tipos de Enfriadores de agua (chiller) por absorción
3.1.3.- Tipos de Enfriadores de agua (chiller) por absorción
3.2.- Bomba de calor (heat pump) por absorción
3.2.1.- Principio de operación
3.2.2.- Tipos Bombas de calor (Heat pump) por absorción
4.- Preguntas?
GRACIAS Rafael Castillo Figueroa
Telf: 511-2261600
cel:998167886