CURSO CLIMATIZACIÓN SOLAR
CAPÍTULO 0. INTRODUCCIÓN
Laura Sisó Miró 9-10 Octubre 2008
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. 7sistemas 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.
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/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).
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.
Planificación del curso – 1º día
Información Básica I y II
à Contexto
à Concepto de confort térmico
à Ciclos cerrados y ciclos abiertos
à Tecnologías de captadores solares térmicos
à Tecnologías de refrigeración
• Absorción
• Adsorción
• Desecación + enfriamiento evaporativo
Esquemas de principio y regulación
à Clasificación de los sistemas de climatización solar
à Sistemas SHDC – Enfriadora térmica + por energía solar
à Sistemas SDEC – Desecación sólida y enfriamiento evaporativo
Pausa café
capítulo 1
capítulo 2
Planificación del curso – 1º día
Diseño
à Productos comerciales existentes
à Planificación técnica
à Mantenimiento
Sistemas y proyectos realizados
à Proyectos demostrativos à Lecciones aprendidas Resumen y conclusiones Almuerzo
capítulo 4
capítulo 5
Planificación del curso – 2º día Resumen sesión anterior
Energía, medioambiente y economía
à Indicadores energéticos y medioambientales
à Indicadores económicos
Herramientas Software y métodos de cálculo
à TRNSYS - Ejemplo – ACS
à Criterios y métodos de diseño
à Herramientas software existentes en el mercado
Caso práctico
à Continuación caso práctico
à Resumen y conclusiones Almuerzo Pausa café
capítulo 6
capítulo 7
capítulo 8
Contexto
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 CO2 i consumo energía primaria
Reducción en tarifa energética i en picos de consumo elèctrico en verano. -60.00 -40.00 -20.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 MW h
Total thermal demand Total heat (heating+DHW) Total heat for cool Solar Cooling
Copyr ight, 2004, AI GUAS OL E nginyer ia
Demanda energética climatitzación i aportación solar. Centro comercial - Madrid
Descripción de Tecnologías
à Sistemas basados en máquinas enfriadoras accionadas por calor solar (SHDC) • Absorción Temp: 75 – 90 ºC (160ºC) COP: 0.6 – 0.7 (1.1) • Adsorción Temp: 60 – 85 ºC COP: 0.55 – 0.65
à Sistemas basados en ruedas desecantes regeneradas por calor solar y refrigeración evaporativa (SDEC)
• Desecación
Temp: 50 - 70 ºC COP: 0.5 – 0.6
Necesario distribución por aire
Fuente: Yazaki, Robur, Mycom, Munters, Climatewell
Captadores solares y climatización solar
Sistema desecante: 50 – 80°C
à Captadores de aire y captadores planos -FPC-.
Adsorción: 65 – 85°C
à Captadores planos –FPC- y captadores de vacío - ETC-.
Absorción de simple efecto: 70 – 100°C
à Captadores planos –FPC-, de vacío –ETC-, concentrador óptico sin seguimiento.
Absorción de doble efecto: 130-160°C
à Captadores de vacío de alto efecto, concentrador óptico sin seguimiento.
Glasabdeckung Isolierung Kollektorrahmen Absorber mit Luftkanälen Glasabdeckung Isolierung Kollektorrahmen Absorber mit Fluidkanälen Isolierung Kollektorrahmen Glasabdeckung Absorber mit Fluidkanal Reflektor Folie
Ciclo de absorción (1) Fuente: Yazaki generador evaporador absorbedor condensador intercambiador de calor bomba de solucíón solución diluida solución concentrada refrigerante vapor refrigerante líquido agua de refrigeración agua refrigerada aportación calor
Ciclo de absorción (2)
EVAPORADOR
à 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.
à Recipiente a una presión muy baja (6 mmHg) para permitir la evaporación del agua a baja temperatura.
Ciclo de absorción (3)
ABSORBEDOR
à Misma cámara que el evaporador. Están directamente comunicados.
à Recibe la solución de LiBr concentrada, procedente del generador, que absorbe el agua (refrigerante) procedente del evaporador.
¾ 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
¾ La solución LiBr diluida por el vapor absorbido, es enviada al generador por la BOMBA DE SOLUCIÓN
Ciclo de absorción (4)
GENERADOR
à 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.
à El calentamiento se puede realizar:
• Por quemador:
combustible (gas natural)
• por intercambiador:
Ciclo de absorción (5)
GENERADOR
à 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
Ciclo de absorción (6)
CONDENSADOR
à 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.
¾ En el caso de doble efecto, está en el mismo recipiente que el generador de baja temperatura.
¾ Es necesaria una torre de
refrigeración externa para extraer el calor del absorbedor y del
Ciclo de absorción (7)
INTERCAMBIADORES DE CALOR
à 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
semi-concentrada procedente del generador de alta solución diluida procedente del
Intercambiador de baja temperatura (segunda etapa)