Instituto de Energías Renovables
Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías
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Datos curatoriales
Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT)
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Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA)
Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)
DGAPA:PAPIIT:IT101412
Datos del proyecto
Puesta en operación y estudio experimental de un refrigerador solar termoquímico
Isaac Pilatowsky Figueroa
2012
IT101412
Instituto de Energías Renovables
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Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías
Ingenierías
Energía
b) Proyectos de investigación aplicada o de innovación tecnológica
SINTESIS_x000D_ _x000D_ Se ha diseñado, construido e instrumentado un prototipo de refrigerador intermitente solar termoquímico en funcionamiento intermitente para la fabricación de 100 kg de hielo por ciclo de operación. El refrigerador esta constituido por un reactor, condensador, recipiente de condensados, una válvula de expansión y evaporador. Ademas tres subsistemas: calentamiento (solar y eléctrico), enfriamiento de agua para disipar el calor en condensador y, un sistema de refrigerante secundario (salmuera), y recipiente para la formación de hielo. _x000D_ _x000D_ Se desarrollarán de cuatro etapas A) Puesta en funcionamiento y B) Evaluación del rendimiento térmico, C) Integración de un segundo reactor para operación continua._x000D_ D) Estrategía de control y automatización para optimizar la operación para cualquier funcionamiento._x000D_ _x000D_ En la primera etapa se desarrollaran las siguientes actividades: 1.La verificación y calibración y operación de los sensores (temperatura, presión, flujo y nivel),variables del proceso y climatológicas (radiación solar, temperatura, velocidad y dirección del viento), así como el sistemas automático de adquisición de datos. Establecimiento de la estrategia de control 2.la verificación de los circuitos hidráulicos: sistemas de calentamiento solar y convencional (eléctrico), con y sin almacenamiento, del enfriamiento por medio de agua, (condensador y reactor), del circuito del refrigerante secundario, en todos ellos, se establecerán las condiciones óptimas de funcionamiento en cuanto a los niveles de temperaturas y flujos de acuerdo a las condiciones de diseño. 2. Pruebas mecánicas (hasta 20 kg/cm2) y al vacío (50 mmHg). 3. Preparación de la síntesis de los reactivos. 3.1 Deshidratación del cloruro de bario di-hidratado, para estar en condiciones de absorber el amoniaco. 3.2 Realizar la síntesis entre el cloruro de bario y el amoniaco. Un mol de cloruro de bario absorbe hasta 8 moles de amoniaco. Se verificará la reacción, haciendo evaluaciones de las presiones de vapor en función de la temperatura y se compararán con los resultados publicados._x000D_ En el estudio teòrico se elaborará 1. un modelo matemático para simular el comportamiento tanto del refrigerador como del sistema de calentamiento solar. 2. Análisis de los fenomenos de transporte involcrados en el proceso, en particular lo referente a la transferencia de calor por conducción y convección y diseño y construcción de un equipo experimental para el estudio de la conducción térmica. _x000D_ _x000D_ B) 1. Evaluación experimental del comportamiento térmico de los componentes y de todo el sistema, en función de las variables del proceso y la radiación solar, a condiciones controladas a través del calentamiento eléctrico, y posteriormente con calentamiento solar con y sin almacenamiento térmico y finalmente, se operará hibridamente (solar-convencional). Con base a los resultados obtenidos en las etapas anteriores se propondrá una estrategia de control y posteriormente de automatización._x000D_ _x000D_ C) Diseño, construcción, instrumentación, puesta en operación de un segundo reactor termoquímico, para la evaluación experimental del RST, en funcionamiento cuasi-continuo, al operar los dos en forma alternada. En este caso se podrà obtener el doble de capacidad de enfriamiento si se operan en serie de manera intermitente o 100 kg. en un funcionamiento casi-continuo._x000D_ _x000D_ D) Propuesta de una estrategia de control y automatización para el óptimo funcionamiento del RST.
CONTRIBUCIÓN DEL PROYECTO_x000D_ _x000D_ A nivel mundial el desarrollo de la tecnología de la refrigeración solar esta enfocado a resolver el problema del aire acondicionado, debido a la gran demanda de energía de los sistemas convencionales y los problemas asociados al impacto ambiental. En la mayoría de los países en desarrollo, cuentan con una deficiente y a veces nula con infraestructura frigorífica para la conservación de sus productos agropecuarios. La gran parte cuenta con el recurso energético solar, el cual podría contribuir a la operación de sistemas de refrigeración térmica. Como se puede apreciar, el área de la conservación de productos yo medicamentos así como la producción de hielo, no han sido objetos de atención. _x000D_ En este trabajo, se propone la conclusión de las etapas de instrumentación, puesta en operación, evaluación experimental, control y automatización de un refrigerador solar termoquímico para la producción de 100 kg de hielo, utilizando la energía solar o en un sistema híbrido. Este RST, funciona con agua caliente con temperaturas entre 65 y 80 ºC, lo que permite utilizar la energía solar o cualquier fuente térmica disponible a este nivel de temperatura como el calor de desecho industrial (efluentes líquidos, vapor de baja presión, gases de combustión, etc.), energía geotérmica, biomasa (combustión directa, biogas y biocombustibles). Se propone el uso de un refrigerante muy eficiente y con un mínimo impacto ambiental, aunque el RST esta diseñado para la fabricación de hielo, puede utilizarse para otras aplicaciones como la conservación de productos y la climatización de espacios. Sus componentes pueden fabricarse en cualquier empresa metal-mecánica, ya que son equipos tradicionales de procesos industriales como condensadores, evaporadores e intercambiadores de masa (absorbedores). Su operación es sencilla y podrá en un futuro automatizarse con un mínimo de componentes. Su funcionamiento intermitente puede llevarse a condiciones de semi-continuidad si se integra un segundo reactor, actividad que esta prevista en esta propuesta. A nivel internacional seria la primera propuesta tecnológica de la utilización de la refrigeración termoquímica para la fabricación de hielo._x000D_ _x000D_
Información general
Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA). %%Puesta en operación y estudio experimental de un refrigerador solar termoquímico%%, Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT). En %%Portal de datos abiertos UNAM%% (en línea), México, Universidad Nacional Autónoma de México.
Disponible en: http://datosabiertos.unam.mx/DGAPA:PAPIIT:IT101412
Fecha de actualización: 2017-03-13 00:00:00.0
Fecha de consulta:
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Para más información sobre los Proyectos PAPIIT, favor de escribir a: Dra. Claudia Cristina Mendoza Rosales, directora de Desarrollo Académico (DGAPA). Correo: ccmendoza #para# dgapa.unam.mx