Aprovechamiento de energía térmica de desecho mediante un sistema alternativo de climatización con eyector

El proyecto de investigación se enfocó al estudio de un sistema alternativo de climatización, en el cual se remplaza el compresor convencional por un termo-compresor cuyo motor de funcionamiento está constituido por un eyector. El desarrollo del proyecto arrojo un modelo matemático mediante el cual...

Full description

Autores:: Rodríguez Camacho, Miguel Ángel

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2013

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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[nqw4a5gAAAAJ&hl]Pacheco Sandoval, Leonardo Esteban [0000-0001-7262-382X]Díaz González, Carlos Alirio [56704404900]Pacheco Sandoval, Leonardo Esteban [56117105700]https://www.researchgate.net/profile/Leonardo_Esteban_Pacheco_SandovalGrupo de Investigación Recursos, Energía, Sostenibilidad - GIRESGrupo de Investigaciones ClínicasColombiaUNAB Campus Bucaramanga2021-04-30T16:42:29Z2021-04-30T16:42:29Z2013http://hdl.handle.net/20.500.12749/13173instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coEl proyecto de investigación se enfocó al estudio de un sistema alternativo de climatización, en el cual se remplaza el compresor convencional por un termo-compresor cuyo motor de funcionamiento está constituido por un eyector. El desarrollo del proyecto arrojo un modelo matemático mediante el cual se representan los estados termodinámicas y condiciones de funcionamiento que se presentan dentro del sistema durante su operación, adicionalmente se desarrolló el modelo de dimensionamiento óptimo de los elementos que constituyen el sistema. El modelo matemático se validó, mediante su comparación con los datos experimentales de la literatura citada en el estado del arte y fue usado como base para el desarrollo de etapas posteriores del proyecto. El desarrollo del proyecto se propone en tres etapas: Inicialmente se estudia y se analiza el funcionamiento del sistema alternativo de climatización operando fluidos refrigerantes convencionales y no convencionales, para lo cual se analizó el funcionamiento del sistema utilizando refrigerantes Hidro-Fluoro-Carbonados (HFC), Hidrocarburos (HC), Amoniaco y agua. Posteriormente el estudio de diferentes casos particulares, que se abordan en dos temáticas: estudio de casos estacionarios (las condiciones de operación no varían) y aplicaciones en automóviles (las condiciones de operación varían) en este caso se fija una geometría y se realiza un análisis del funcionamiento del sistema con respeto a las variaciones en las condiciones de trabajo, se proponen y prueban alternativas para mantener la eficiencia a condiciones aceptables. En ambos casos se hace un análisis de sensibilidad donde se estudian las variables y las condiciones de operación del sistema con el objeto de determinar los escenarios a los cuales se puede conseguir la mayor eficiencia energética y determinar los parámetros de diseño. Finalmente, se realizó el análisis exegético del sistema.INTRODUCCIÓN ...........................................................................................................12 UTILIZACIÓN Y ESTUDIO DE EYECTORES ............................................................13 ESTUDIO DE SISTEMAS ALTERNATIVOS DE CLIMATIZACIÓN CON EYECTORES ....................................................................................................................................14 RECUPERACIÓN DE CALOR RESIDUAL DE DESECHO. .......................................15 Capítulo 1. BASE TEÓRICA.............................................................................................................18 1.1 CLIMATIZACIÓN Y REFRIGERACIÓN................................................................18 1.2 CICLO DE CLIMATIZACIÓN ................................................................................19 1.3. SISTEMA ALTERNATIVO DE REFRIGERACIÓN CON EYECTOR, COMO FUENTE DE COMPRESIÓN......................................................................................23 Eyector como fuente de compresión.......................................................................24 1.4 ANÁLISIS DE FLUJOS COMPRESIBLES A TRAVÉS DE TOBERAS Y DIFUSORES...............................................................................................................25 1.4.1 velocidad del sonido y número de mach ........................................................26 1.4.2 Toberas y difusores........................................................................................26 1.4.3 Ondas de choque y ondas de expansión. ......................................................28 1.5 RECUPERACIÓN DE CALOR..............................................................................29 1.5.1 Recuperación directa de calor........................................................................30 1.5.2 Recuperación indirecta de calor.....................................................................30 Capítulo 2. MODELO MATEMÁTICO...............................................................................................32 2.1. DESCRIPCIÓN DEL MODELO ...........................................................................32 2.2. PROCEDIMIENTO PARA LA SOLUCIÓN DEL MODELO ..................................37 2.3. VALIDACIÓN DEL MODELO...............................................................................38 3 Capítulo 3. ESTUDIO COMPARATIVO Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................43 3.1. FLUIDO DE TRABAJO ........................................................................................43 3.1.1 Refrigerante de estudio..................................................................................43 3.1.2 Metodología de comparación .........................................................................45 3.1.3 Análisis de resultados ....................................................................................46 3.2 ESTUDIO DE APLICACIONES ............................................................................51 3.2.1. Caso estacionario Motor turbo diésel con capacidad 1000 kW.....................51 3.2.2 Caso Automóviles Camión turbo diésel de 420 HP (311 kW). .......................56 Capítulo 4. EXERGÍA .......................................................................................................................65 CONCLUSIONES...........................................................................................................67 BIBLIOGRAFÍA ..............................................................................................................69 ANEXO A. PROGRAMACIÓN DEL MODELO. ..............................................................72PregradoThe research project focused on the study of an alternative air conditioning system, in which the conventional compressor is replaced by a thermo-compressor whose operating motor is constituted by an ejector. The development of the project yielded a mathematical model by means of which the thermodynamic states and operating conditions that occur within the system during its operation are represented, additionally the optimal dimensioning model of the elements that constitute the system was developed. The mathematical model was validated by comparing it with the experimental data from the literature cited in the state of the art and was used as a basis for the development of later stages of the project. The development of the project is proposed in three stages: Initially, the operation of the alternative air conditioning system is studied and analyzed using conventional and non-conventional refrigerant fluids, for which the operation of the system using Hydro-Fluoro-Carbon (HFC) refrigerants was analyzed. , Hydrocarbons (HC), Ammonia and water. Subsequently, the study of different particular cases, which are addressed in two topics: study of stationary cases (the operating conditions do not vary) and applications in automobiles (the operating conditions vary) in this case a geometry is fixed and an analysis is carried out. of the operation of the system with respect to variations in working conditions, alternatives are proposed and tested to maintain efficiency at acceptable conditions. In both cases, a sensitivity analysis is carried out where the variables and operating conditions of the system are studied in order to determine the scenarios in which the highest energy efficiency can be achieved and determine the design parameters. Finally, the exegetical analysis of the system was carried out.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaAprovechamiento de energía térmica de desecho mediante un sistema alternativo de climatización con eyectorUse of waste thermal energy through an alternative air conditioning system with an ejectorIngeniero en EnergíaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEnergy engineeringTechnological innovationsEnergyAlternative air conditioning systemThermal energyCoolantUse of ejectorsHotInjection pumpsIngeniería en energíaInnovaciones tecnológicasEnergíaCalorBombas de inyecciónSistema alternativo de climatizaciónEnergía térmicaLíquido refrigeranteUtilización de eyectoresHISHAM EL-DESSOUKY, HISHAM ETTOUNEY, IMAD ALATIQI, GHADA AL-NUWAIBIT. Evaluation of Steam Jet Ejectors. Department of Chemical Engineering. College of Engineering and Petroleum, Kuwait University. 2001.B.J. HUANG, J.M. CHANG. Empirical correlation for ejector design. Department of Mechanical Engineering. National Taiwan University. Taipéi. Taiwán. 1998.MARK J. BERGANDER. Refrigeration Cycle with Two-Phase Condensing Ejector. Magnetic Development. Madison. USAALEJANDRO GUTIÉRREZ ORTIZ, NOEL LEÓN ROVIRA. Desarrollo de un Sistema de Refrigeración Solar con Eyector como Termo-Compresor. 6º Congreso Iberoamericano de Innovación Tecnológica. Querétaro. 2011.J. GUO, H.G. SHEN. Modeling Solar-Driven Ejector Refrigeration System Offering Air Conditioning for Office Buildings. School of Environmental Science and Engineering, Donghua University. Shanghai. PR China. 2008.HUMBERTO VIDAL, SERGIO COLLE. Simulación Horaria de un Sistema de Refrigeración Combinado Eyector-Compresión de Vapor asistido por Energía Solar y Gas Natural. Revista chilena de ingeniería. 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Aprovechamiento de energía térmica de desecho mediante un sistema alternativo de climatización con eyector

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