refrigeraciÓn por adsorciÓn solar
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UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA. REFRIGERACIÓN POR ADSORCIÓN SOLAR. Director de Proyecto ING. Emil Hernández Arroyo Ingeniería Mecánica Seccional Bucaramanga 2010. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
REFRIGERACIÓN POR ADSORCIÓN SOLAR.
UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANAFACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA
OBJETIVO GENERAL
•Diseñar y construir un sistema de refrigeración que funcione por adsorción y energía solar usando metanol como refrigerante y carbón activado como adsorbente basado en investigaciones similares para medir datos pertinentes hacia la obtención de la eficiencia de dicho sistema.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Diseñar y construir un sistema de refrigeración en la universidad Pontificia Bolivariana seccional Bucaramanga, proyecto investigativo generado por medio del DGI y ASHRAE.
• Diseñar un sistema de control y medición para seguir los patrones y el comportamiento del sistema.
• Monitorear los datos leídos.
• Analizar la eficiencia por medio del coeficiente de rendimiento (COP) para comparar con otros proyectos realizados.
Definición Adsorción
Acumulación de una sustancia en una determinada superficie inter superficial entre dos fases. El resultado es la formación de una película líquida o gaseosa en la superficie de un cuerpo sólido o líquido.
Pares Adsorbente - Adsorbato
Adsorbente – Sólido (material poroso) Carbón activado Gel de sílica Zeólita
Adsorbato – Líquido/gás (fluido refrigerante) Metanol Agua Amoníaco
Carbón Activado
Temperatura de regeneración; capacidad de retener el metanol; no reacciona químicamente con el
metanol; buena estabilidad con el uso; sin toxicidad y no corrosivo; bajo costo relativo.
Metanol
Dimensiones de las moléculas; temperatura del evaporador; elevada entalpía de evaporación (1.180
kJ/kg); estabilidad con el carbón activado; elevado punto de ebullición a
temperatura ambiente (65ºC).
Ventajas y desventajas del sistemaVentajas:
No necesita energía eléctrica o mecánica (compresor) para operar; uso de diversas fuentes de energía térmica (energía solar, gas
natural, calor residual); simplicidad operacional con respecto a los sistemas de absorción; uso de fluidos de trabajo no agresivos al medio ambiente.
Desventajas:
Intermitencia del ciclo de funcionamiento; larga duración del período de refrigeración; bajos coeficientes de performance.
Condensador
tubería de acero inoxidable calibre 18, diámetro de 1 ½ pulgadas y área de intercambio 0.6 mt2. Está inmerso en una caja de aluminio de 0.32m*0.80m*0.45m
Evaporador
tubería de acero inoxidable calibre 18, diámetro de 1 ½ pulgadas y área de intercambio 0.5 mt2 en una caja de aluminio y dimensiones 0.6*0.7*0.1 mts.
Medición de temperatura
Software microScan v.5, Termocuplas tipo K modulo de adquisición de temperatura
IntechMicro 2100-A16 RS232.
Radiación solar
Piranómetro Kipp & Zonen CM3 Indicador digital de radiación CC20 obteniendo
rangos entre 579 y 910 W/m2.
Hora H [W/m2]
10:00 a.m. 695
11:25 a.m. 820
12:00 p.m. 847
12:48 p.m. 910
01:50 p.m. 874
02:30 p.m. 720
03:00 p.m. 579
Hprom [W/m2] 777,86
COP COP = (Qc.agua)/ (Qin) COP = 0.018
Sistema COP
París (PONS e GRENIER, 1987) 0.085
Monastir (MEDINI et al., 1991) 0.067
Agadir (BOUBAKRI et al., 2000) 0.069
Brasil (PRALON et al., 2005) 0.085
CONCLUSIONES
Se presentaron los parámetros apropiados para la construcción de un sistema de refrigeración solar funcionando por adsorción con carbón activado como adsorbente y metanol como adsorbato.
Se construyó y entregó un sistema de refrigeración solar constituido por un colector solar, un condensador y un evaporador elaborados en acero inoxidable, junto a sus conexiones del mismo material. El sistema permite con la radiación solar y la adsorción del carbón activado un ciclo de refrigeración intermitente ya que la refrigeración no es constante y se registra de forma nocturna.
Se estableció un sistema de monitoreo cuyo trabajo no fue exitoso ya que se presentaron varios inconvenientes con el módulo de adquisición de datos .
CONCLUSIONES
Se monitorearon las temperaturas del ambiente y el evaporador en un ciclo completo de refrigeración presentando un descenso de temperatura en el agua del evaporador de aproximadamente 8ºC por un tiempo considerable, dato que se usó para la estimación del COP y su posterior comparación con otros proyectos.