PROYECTO HOTEL LODGE – EL MORADO

INDICE

INDICE        2

1.        OBJETIVO        3

2.        METODOLOGIA.        3

3.        ANTECEDENTES Y CONSIDERACIONES.        3

4.        MARCO TEORICO        6

a.        VENTILACION DE LA CABINA.        6

b.        PERDIDA DE CARGA        7

5.        RESULTADOS        10

a.        VENTILACION DE LA CABINA.        10

b.        PREDIDA DE PRESION EN SPLITTER DE ENTRADA Y SALIDA.        11

6.        ANEXO 1        19

1. OBJETIVO

El objetivo es obtener, mediante cálculos, la correcta ventilación de la cabina insonorizada, de manera que la temperatura al interior no sobrepase los 40 °C. Además, se calcula la pérdida de carga producida por la ventilación.

1. METODOLOGIA.

Para cumplir con el objetivo se sigue la siguiente metodología:

• Caracterización del sistema cabina insonorizada – grupo generador.
• Determinación del calor expulsado por el grupo generador en el interior de la cabina.
• Cálculo del flujo requerido de aire para que la temperatura al interior de la cabina no sobrepase los 40°C.
• Calculo de la pérdida carga del fluido.

1. ANTECEDENTES Y CONSIDERACIONES.

El Hotel Lodge El Morado se encuentra ubicado en camino al Volcán km. 75,6 – Lo Valdés, Cajón del Maipo a una altura geográfica aproximada de 2000 m.s.n.m. El lugar presenta una temperatura máxima y mínima promedio de 17 °C y 4°C respectivamente, su demanda energética depende directamente de la cantidad de huéspedes, variando desde un 60% de su capacidad en invierno a un 100% en verano.

Actualmente se dispone de un grupo generador de 20kW, el cual tiene un funcionamiento permanente, siendo capaz de satisfacer la demanda de energía eléctrica. Por otro lado, el hotel posee dentro de sus instalaciones 70 paneles solares de 300Wp app. Utilizados principalmente durante la noche.

Debido a la alta demanda durante el verano se decide ampliar las instalaciones, por esta razón se proyecta una potencia de 52kW extra.

[pic 4]

Figura 1 Cuadro resumen de potencia

Para cumplir con la demanda energética proyectada, se propone la instalación de un equipo de generación eléctrica de 125kWe, cuyo combustible es gas propano comercial. A continuación, se muestran las características principales del grupo:

• Motor 8.8 PSI de 125kWe, trifásico 400 VAC, 50 Hz
• Motor con 8 cilindros, ignición electrónica, control automático de voltaje (AVR).
• Consumo combustible a carga completa0,028 [m3/h]
• Peso: 1247 kg

[pic 5]

Para la propuesta de cogeneración se evalúa la posibilidad de intervenir el sistema de refrigeración y gases de escape con la finalidad de aprovechar el calor para temperar una piscina ubicada en las cercanías del equipo.

La propuesta de cogeneración considera en lo siguiente:

• Modificación del sistema de refrigeración del motor con la finalidad de aprovechar el calor disponible en el fluido de refrigeración para el calentamiento del agua de una piscina.
• Modificación del sistema de expulsión de gases de escape: se considera un intercambiador dispuesto en la salida de los gases de escape para aprovechar su calor disponible.

En la siguiente figura se muestra un diagrama de flujos con las modificaciones a realizar.

[pic 6]

Figura 2 Diagrama de flujo sistema de cogeneración

Debido a la naturaleza del equipo, el generador califica como una fuente fija emisora de ruido, por esta razón se encuentra al interior de una cabina insonorizada, de tal manera que cumpla con el D.S. N°38/2011 del MMA.

El espacio confinado donde se encuentra el equipo requiere de un sistema de ventilación para mantener la temperatura interior de acuerdo a los parámetros que indica el fabricante (40°C). La emisión de los gases de escape se realiza en el exterior a través de un silenciador. Por lo tanto, el sistema de ventilación se restringe a retirar el calor aportado por el motor, el alternador y una pequeña fracción del calor de los gases de escape.

La cabina insonorizada que contiene al grupo electrógeno presenta una entrada y salida de aire, con su respectivo Splitter acústico, el encargado de impulsar el aire es un electro ventilador de flujo axial incorporado en el sistema de refrigeración del motor.

[pic 7]

Figura 3 Representación cabina

Debido a la altura geográfica donde se ubica el generador, su potencia eléctrica total efectiva disminuye. Se considera que disminuye un 1% cada 100 [m] sobre los 500 [m]. Por lo tanto, la potencia esperable es de 106,25 [kWe].

1. MARCO TEORICO

1. VENTILACION DE LA CABINA.

El principal criterio de diseño para asegurar un nivel de equilibrio térmico que evite el “derateo o derating” de la unidad es el caudal de aire que debe circular por el interior de la cabina. El flujo de aire debe mantener un nivel de temperatura razonable para los equipos, cables, además de la seguridad de las personas encargadas de operar el equipo cuando el sistema se encuentra en funcionamiento.

Los estándares de ingeniería para ventilación, refrigeración y aire acondicionado, según la ASHRAE 1999 Application Handbook utiliza la siguiente expresión para el cálculo del caudal:

[pic 8]

Donde q [kcal/h] es el calor aportado por el motor, Q [m3/h] el caudal de aire requerido, Cp [kcal/kg°C] el calor especifico del aire,  [kg/m3] la densidad del aire, y  [°C] la tempera exterior y de la sala respectivamente.[pic 9][pic 10]

El balance térmico que se realiza, debe considerar las condiciones de temperatura más hostiles. De acuerdo a datos de fabricante la temperatura de trabajo máxima para evitar “derateo” de la unidad es de 40°C (lo que será la temperatura de la sala) y la temperatura exterior se tomará de 17 [°C].

 Se debe determinar el calor aportado por el grupo electrógeno, que corresponde al liberado por el motor (convección y radiación), alternador, gases de escape y el calor utilizado en el after cooler y la refrigeración del motor.

La potencia total instalada (PIT) determina el máximo consumo de gas que hay en el punto de alimentación. El generador tiene una capacidad máxima de generar 106,25 [kWe], asumiendo una eficiencia global del 40 % y conociendo el valor del poder calorífico inferior (PCI) del GN es posible determinar el flujo másico de GN. Entonces se tiene lo siguiente:

[pic 11]

El factor 0,86 es para pasar de [kW] a [Mcal/h]. Luego para sacar el consumo real, la PIT debe estar en PCS (poder calorífico superior). Es importante mencionar que las condiciones de admisión del gas al motor se aproximan a condiciones normales.

[pic 12]

 Finalmente, el resultado anterior equivale a una potencia térmica de 293,5 [kW]

1. PERDIDA DE CARGA

El concepto de pérdida de carga en silenciadores disipativos del tipo splitter, es abarcado y tratado mediante la caída de presión que se genera a lo largo del silenciador y depende fuertemente de la geometría y las condiciones de fricción

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