Acondicionador De Aire Mediante Energia Natural

PROTOTIPO DE AIRE ACONDICIONADO MEDIANTE EL MÉTODO DE ABSORCIÓN DE CALOR CON ENERGÍA ALTERNATIVA

“PROTOTIPO DE AIRE ACONDICIONADO MEDIANTE EL MÉTODO DE ABSORCIÓN DE CALOR CON ENERGÍA ALTERNATIVA”

INDICE GENERAL

RESUMEN 6

ABSTRACT 7

ÍNDICE DE FIGURA 11

ÍNDICE DE TABLAS 12

INTRODUCCIÓN 13

CAPÍTULO I: EL PROBLEMA

1. Planteamiento del Problema 16

2. Formulación del Problema 19

3. Objetivos de la Investigación 19

3.1. Objetivo General 19

3.2. Objetivos Específicos 19

4. Justificación de la Investigación 20

5. Delimitación de la Investigación 21

CAPITULO II: MARCO TEORICO

1. Antecedentes de la Investigación 23

2. Bases Teóricas 26

2.1. Diseño 26

2.2. Prototipo 28

2.2.1. Propósitos de la fabricación de formas libres 31

2.2.2. Prototipos rápidos 31

2.2.3. Modelos funcionales 32

3. Materiales 32

3.1. Corte del tubo 37

3.2. Doblado de tubos 37

4. Aire acondicionado 38

4.1. Aire acondicionado por absorción de calor 41

4.2 Plano termodinámico de Merkel/Bosnjakovic. 44

5. Coeficiente de Funcionamiento 48

6. Tasa de transferencia de calor 49

7. El Evaporador 49

8. El condensador 55

9. Sistema de Expansión 59

10. El generador 63

11. Colector Solar 67

11.1. Colectores solares sin concentración 67

11.2. El colector solar de placa plana (C.P.P.) 68

11.3. Colectores solares de concentración 73

12. El Absorbedor 73

13. La Bomba 74

14. El regenerador (intercambiador de calor a contracorriente) 77

15. Selección del refrigerante adecuado 81

15.1. Amoníaco como refrigerante (R-717) 83

16. Cargas Térmicas 87

17. Energía 100

17.1. Energía Convencional 101

17.2. Energía Alternativa 103

17.2.1. Energía Solar 104

17.2.2. Energía Hidráulica 106

17.2.3. Energía Eólica 107

17.2.4. Biomasa 108

17.2.5. Geotérmica 109

17.2.6. Mareomotriz 109

17.3. Demanda Eléctrica 110

18. Definición de Términos Básicos 112

18.1. Absorción 112

18.2. Aire Acondicionado 112

18.3. Calor 113

18.4. Energía Alternativa 113

18.5. Prototipo 113

18.6. Refrigeración 113

18.7 Refrigerante 113

18.8. Calor Latente 113

18.9. Calor Sensible 114

CAPITULO III: MARCO METODOLÓGICO

1. Tipo de Investigación 116

2. Diseño de la Investigación 117

3. Población y Muestra de la Investigación 118

4.Técnicas e instrumentos de recolección de datos 119

5. Procedimiento de la investigación 121

CAPITULO IV: RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN

CONCLUSIONES 137

RECOMENDACIONES 139

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 140

ANEXOS 144

APENDICE 174

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Funcionamiento de un Refrigerador 41

Figura 2. Circuito elemental de un sistema de absorción. 43

Figura 3. Ciclo de refrigeración por absorción de amoníaco. 44

Figura 4. Merkel/Bonsjakovic 46

Figura 5. Representación de las fases en un plano. Entalpía-Concentración-Temperatura

47

Figura 6. Evaporador. 50

Figura 7. Condensador. 55

Figura 8. Válvula de Expansión Termostática. 60

Figura 9. Válvula de expansión a presión constante. 61

Figura 10. Volumen de un cilindro. 65

Figura 11. Arreglos comunes para tubos de intercambiadores. 67

Figura 12. Colector solar de placa plana (C.P.P) 68

Figura 13. Absorbedor. 73

Figura 14. Características típicas. Bomba centrífuga de alabe de flujo radial. 74

Figura 15. Pequeño intercambiador de coraza y tubos de dos corrientes y un solo paso, utilizado para enfriar aceite o agua.

77

Figura 16. Red de resistencia térmica asociada con la transferencia de calor en un intercambiador de tubo doble.

78

Figura 17. Las dos áreas de superficie de transferencia de calor asociadas con un intercambiador de calor de tubo doble.

79

Figura 18. Relación de consumo para electrodomésticos en el sector residencial. 110

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Especificaciones de tamaño de tubos de cobre común. 34

Tabla 2. Conexiones Inoxidables de Puebla S.A. 36

Tabla 3. Valores típicos del coeficiente de transferencia de calor, (kcal/h.m2. ˚C) 51

Tabla 4. Coeficientes globales típicos para la transferencia de calor. 53

Tabla 5. Clasificación de los condensadores según el FV y FF. 57

Tabla 6. Valores aproximados del coeficiente global de transferencia de calor. 59

Tabla 7. Líquidos dieléctricos. Propiedades térmicas. 63

Tabla 8. Constantes para utilizar la correlación de Grimsom para transferencia de calor en haz de tubos de 10 o más filas.

66

Tabla 9. Factores de incrustación representativos (resistencia térmica debido a la incrustación para una unidad de área superficial)

81

Tabla 10. Propiedades del amoníaco. 84

Tabla 11. Curva de equilibrio líquido y vapor. 85

Tabla 12. Compatibilidad de algunos materiales con el amoniaco. 86

Tabla 13. Cálculo de cargas térmicas. 99

Tabla 14. Consumo de aires acondicionados de ventana. 112

CAPITULO I

EL PROBLEMA

CAPITULO I

EL PROBLEMA

1. Planteamiento del Problema

Durante las últimas décadas ha sido posible observar que existen diversas energías que en el pasado no eran utilizadas y que se han destacado por tener la capacidad de ser renovables, inagotables y económicamente rentables. Es cierto que durante mucho tiempo se ha hecho uso de las energías convencionales, como el petróleo, carbón, la nuclear e hidráulica, pero también es cierto que éstas se agotan y además le causan daños irreversibles al ambiente.

Bockris (2009) explica que, la principal de las energías no convencionales es la solar, que se aprovecha en la actualidad mediante células que la transforman en electricidad. Un sistema de células solares puede abastecer de energía a una vivienda y esta opción se utiliza sobre todo en aquellas regiones que el transporte de las formas convencionales de energía eléctrica a través de tendidos de cable resulta muy costoso debido a su aislamiento. Existen algunas centrales en diversos países que pueden producir electricidad conectada a la red general. Aunque el coste inicial de las instalaciones de energía solar resulta más elevado que el de las convencionales, tras unos pocos años de funcionamiento se amortiza y el consumo se realiza entonces de modo gratuito. Esto quiere decir que las energías limpias sólo necesitan la instalación correcta para así tener un buen aprovechamiento de la misma, porque el recurso se obtiene de forma natural y directa.

Entre las ventajas que ofrecen las energías alternativas son los pequeños impactos que producen sobre el ambiente y su característica más preponderante es son autóctonas, es decir no hay importación ni dependencia energética. Por ello, países cómo España, Estados Unidos, Holanda, Dinamarca, entre otros han sido pioneros en el uso de estas nuevas opciones, como lo es la energía alternativa, y en vista de que se obtienen resultados favorables se han integrado progresivamente algunos países latinoamericanos como Brasil.

El consumo de energía es uno de los grandes medidores del progreso y bienestar de una sociedad. El concepto de crisis energética aparece cuando las fuentes de energía de las que se abastece la sociedad se agotan. Pinto (2005) agrega que, el 64 % de la energía eléctrica en el país es generada por caídas de agua. Existen 96 embalses en Venezuela, que almacenan cerca de 157 km 3 de agua. La cuenca del Río Caroní es la principal generadora de electricidad del país, produce actualmente 24.229 Mega Vatios (MW) de potencial eléctrico, lo que representa el 75% del potencial total actual del país. Su extensión es de 92.170 Km 2, hacia la margen derecha del río Orinoco (Región Guayana). Este potencial es aprovechado a través de las represas Guri, Caruachi y Macagua y próximamente la de Tocoma (en la etapa final de estudios de factibilidad y preparación del terreno para su construcción). Desde 1963 hasta hoy, el desarrollo eléctrico del bajo Caroní, le ha permitido ahorrar al país el consumo de 2.173 millones de barriles de petróleo equivalentes. Tocoma agregaría unos 2.250 MW de potencia eléctrica adicional a la red nacional proveniente de fuentes renovables de energía, los cuales de ser generados a través de centrales termoeléctricas, representarían un consumo diario de aproximadamente 68.000 barriles diarios de petróleo.

La expansión de los sistemas hidráulicos existentes en todo el país así como el apalancamiento de nuevos proyectos hidráulicos, permitirá mantener una independencia tecnológica en cuanto a la generación de electricidad, superando los estándares internacionales requeridos

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