PROYECTO FINAL Acondicionamiendo Del Lou

UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AMBIENTAL

TRANSFERENCIA DE CALOR 2012

Acondicionamiento

del LOU por ERNC

25 de Junio

2012 Debemos de mirar a nuestro alrededor y aprovechar

responsablemente lo que se nos está entregando sin dañarlo.

Es tiempo de cambiar.

Proyecto de

Transferencia de

Calor

Integrantes: Mercedes Briceño Constanza Matamoros Víctor Narbona Mario Passalacqua Profesor: Patricio Núñez Ayudante: Sofía Soto

Acondicionamiento del LOU Por ERNC

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Empresa:

¿Quiénes Somos?

GeoEnergizer es una empresa liderada por Ingenieros Químicos, encargados de la

creación de nuevos proyectos energéticos a favor del medio ambiente, centrados

principalmente en abrir al mercado nacional el gran y creciente potencial de las

energías renovables no convencionales, capaces de entregar soluciones integrales a las

actuales problemáticas energéticas.

Nuestra principal meta, es lograr sintonizar a la sociedad con el medioambiente,

tratando de lograr la mayor cantidad de beneficios de manera mutua.

Visión

Las energías renovables corresponden a fuentes de energías limpias, seguras y por

sobre todo son inagotables, causando el mínimo impacto para el planeta, siendo

capaces de producir energía eléctrica a mayor y menor escala.

Es posible obtener energía del sol, mares y ríos, como también del viento y las

diferentes capas de la Tierra.

Debemos de mirar a nuestro alrededor y aprovechar responsablemente lo que se nos

está entregando sin dañarlo. Es tiempo de cambiar.


2 | P á g i n a

1. Índice:

1. Índice: ..................................................................................................................... 2

2. Índice de Tablas: ..................................................................................................... 5

3. Índice de Figuras: .................................................................................................... 7

4. Resumen Ejecutivo: ................................................................................................. 9

5. Mercado Eléctrico en Chile: .................................................................................. 11

5.1 Sistema eléctrico en Chile ..................................................................................... 11

5.2 Falencias del Sistema Eléctrico: .............................................................................. 12

6. Sistemas de Acondicionamiento: ........................................................................... 16

6.1 Definición, características y equipos más utilizados: ............................................... 16

6.2 Aspectos generales de instalación: .......................................................................... 16

6.3 Esquema de un acondicionador: .............................................................................. 17

7. Alcances:............................................................................................................... 18

8. Línea Base: .................................................................................................................. 20

8.1 Presentación Equipos Actuales: .............................................................................. 20

8.1.1Tipos y características: ...................................................................................... 20

8.1.2 Ubicación de los equipos: ................................................................................. 23

8.2 Características de Operación: .................................................................................. 25

8.2.1 Definición de los equipos involucrados en el proceso: ...................................... 25

8.2.2 Descripción de cada ciclo: ................................................................................ 27

8.3 Consumo energético de Equipos: ............................................................................ 28

8.3 Eficiencia de los Equipos: ....................................................................................... 32

8.5 Costo Acumulado: .................................................................................................. 33

9. Presentación de Nuevas Alternativas ..................................................................... 38


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9.1 Definición ERNC .................................................................................................. 38

9.2 Tipos de ERNC ...................................................................................................... 40

9.2.1 Energía Solar.................................................................................................... 40

9.2.2 Energía Eólica ............................................................................................ 43

9.2.3 Energía Geotérmica .................................................................................... 45

9.2.4 Energía Mareomotriz ........................................................................................ 48

9.2.5 Energía de Biomasa .......................................................................................... 50

10. Detección de Oportunidades .................................................................................. 54

11. Análisis de Oportunidades ..................................................................................... 55

12. Selección de Oportunidades................................................................................... 63

12.1 Energía Solar ........................................................................................................ 63

12.2 Energía Geotérmica……………………………………………………………….64

13. Descripción del Proceso ...................................................................................... 667

13.1 Descripción del proceso de “calefacción” a través de suelo radiante. ..................... 71

13.2 Descripción del proceso de “refrigeración” a través de suelo radiante. .................. 72

14. Diseño ................................................................................................................... 74

14.1 Refrigerantes: ....................................................................................................... 74

14.2 Suelo radiante: ...................................................................................................... 78

14.2.1 Características: ............................................................................................... 78

14.2.2 Ventajas: ........................................................................................................ 79

14.2.3 Diseño: ........................................................................................................... 79

14.3 Selección de la Bomba de Calor ............................................................................ 83

14.4 Balances de Materia y Energía .............................................................................. 86

14.5 Condensador: ........................................................................................................ 89


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14.5.1 Balance Térmico: ........................................................................................... 91

14.5.2 Cálculo de LMTD: ......................................................................................... 92

14.5.3 Dimensiones:.................................................................................................. 96

14.6 Equipos Secundarios: .......................................................................................... 103

14.6.1 Evaporador: .................................................................................................. 103

14.6.1.1 Balance de Energía: ................................................................................... 103

14.6.2 Bomba de Succión:........................................... ¡Error! Marcador no definido.

15. Costos: ................................................................................................................ 104

16. Bibliografía…………………………………………………………………….....105

17. Anexos……………………………………………………………………………107


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2. Índice de Tablas:

Tabla 1: Valor costo electricidad en la USM según IPC ................................................... 14

Tabla 2: Características Ventana 9000 [BTU/h] ............................................................... 20

Tabla 3: Características Ventana 12000 [BTU/h] ............................................................. 21

Tabla 4: Características Split piso y cielo 24000 [BTU/h] ................................................ 22

Tabla 5: Características Split muro 12000 [BTU/h] .......................................................... 23

Tabla 6: Simbología de los acondicionadores instalados en el LOU ................................. 23

Tabla 7: Consumo Ventana 9000 [BTU/h] ....................................................................... 30

Tabla 8: Consumo Ventana 9000 [BTU/h] ....................................................................... 30

Tabla 9: Consumo Ventana 12000 [BTU/h] ..................................................................... 30

Tabla 10: Consumo Ventana 12000[BTU/h] .................................................................... 31

Tabla 11: Consumo Split piso y cielo 24000 [BTU/h] ...................................................... 31

Tabla 12: Consumo Split piso y cielo 24000 [BTU/h] ...................................................... 31

Tabla 13: Consumo Split muro 12000 [BTU/h] ................................................................ 32

Tabla 14: Consumo Split muro 12000 [BTU/h] ................................................................ 32

Tabla 15: Eficiencia equipos ............................................................................................ 32

Tabla 16: Costo de cada uno de los acondicionadores ...................................................... 33

Tabla 17: Costo de mantención acondicionadores ............................................................ 34

Tabla 18: Costo total acondicionadores Ventana .............................................................. 36

Tabla 19: Costo total acondicionadores Split .................................................................... 36

Tabla 20: Contenido de energía de los biocombustible ..................................................... 51

Tabla 21: Principales características del sistema de calefacción ........................................ 67

Tabla 22: Propiedades de gases refrigerantes. ................................................................... 75


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Tabla 23: Carga de refrigerante hidrocarburo ................................................................... 76

Tabla 24: Modelo bomba de Calor ................................................................................... 85

Tabla 25: Resumen Bomba de Calor ................................................................................ 87

Tabla 26: Datos del calor requerido y capacidad calorífica ............................................... 87

Tabla 27: Propiedades R417A y agua ............................................................................... 91

Tabla 28: Dimensiones Condensador ............................................................................. 101

Tabla 29: Resumen Condensador ................................................................................... 102


7 | P á g i n a

3. Índice de Figuras:

Figura 1: Proyección de costo de la electricidad ............................................................... 15

Figura 2: Valores IPC desde año 2007 hasta año 2017...................................................... 15

Figura 3: Esquema Aire Acondicionado ........................................................................... 17

Figura 4: Actual perspectiva del LOU .............................................................................. 19

Figura 5: Primer piso del LOU ......................................................................................... 24

Figura 6: Segundo piso del LOU ...................................................................................... 24

Figura 7: Tercer piso del LOU ......................................................................................... 25

Figura 8: Diagrama Cualitativo de la Entalpía .................................................................. 28

Figura 9: Consumo Bruto de energía primaria en Chile 2004. Cualitativa ......................... 39

Figura 10: Capacidad instalada en el SIC 2004. Cualitativa .............................................. 39

Figura 11: Las ERNC a nivel mundial, una pequeña parte de la energía primaria per en

crecimiento, 2004. Cualitativa .......................................................................................... 39

Figura 12: Energía Solar en el futuro. 2004 ...................................................................... 40

Figura 13: Aplicación de la Energía Solar a la arquitectura de viviendas y edificios. ........ 41

Figura 14: Descripción Panel Fotovoltaico. ...................................................................... 42

Figura 15: Góndola de la turbina de eje horizontal con alguna de sus partes. .................... 44

Figura 16: Comparación entre capacidad, diámetro de rotor y altura de torre. ................... 45

Figura 17: Propiedades físicas de las capas del interior de la Tierra .................................. 46

Figura 18: Energía geotérmica de acuerdo con la energía que emana, se puede utilizar en

diversas aplicaciones ........................................................................................................ 47

Figura 19: Esquema de una central mareomotriz .............................................................. 49

Figura 20: Velocidad de captación de CO2 e intensidad de la luz incidente ...................... 50

Figura 21: Matriz para la energía solar. ............................................................................ 60


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Figura 22: Matriz para la energía eólica ........................................................................... 60

Figura 23: Matriz para energía geotérmica ....................................................................... 61

Figura 24: Matriz para la energía de biomasa. .................................................................. 61

Figura 25: Matriz energía mareomotriz. ........................................................................... 62

Figura 26: Dibujo de LOU con proyecto .......................................................................... 65

Figura 27: Esquema general de los sectores de transferencia de calor ............................... 66

Figura 28: Temperaturas épocas del año v/s metros de profundidad ................................. 69

Figura 29: Esquema Proceso ............................................................................................ 70

Figura 30: Diagrama cualitativo de la bomba de calor. ..................................................... 72

Figura 31: Diagrama cualitativo de la bomba de calor. ..................................................... 73

Figura 32: Composición química R-417A ........................................................................ 76

Figura 33: Propiedades físicas del refrigerante R417A ..................................................... 77

Figura 34: Bomba de calor seleccionada........................................................................... 83

Figura 35: Especificaciones técnicas de cuatro bombas de calor ....................................... 84

Figura 36: Gráfico de Presión v/s Entalpía ....................................................................... 89

Figura 37: Diagrama de Temperatura v/s Largo ............................................................... 92

Figura 38: Diagrama de Temperatura v/s Largo................................................................ 94

Figura 39: Diagrama de Temperatura v/s Largo................................................................ 95


9 | P á g i n a

4. Resumen Ejecutivo:

¿Cuál es la clave del éxito para una organización? La respuesta más acertada para esta

pregunta radica en crear y mantener un ambiente agradable de trabajo, ya sea, si se desea

obtener un alto nivel de producción o la creación de buenos proyectos, por lo tanto, si

logramos controlar las condiciones climáticas, entonces, habremos obtenido el punto de

partida para comenzar a realizar nuestros objetivos como organización.

Tal ambiente agradable se puede lograr a partir de una buena climatización, la cual es

capaz de controlar las condiciones de temperatura, humedad y calidad del aire de los

lugares cerrados de trabajo, para obtener así un buen control de las condiciones del confort

humano.

Para ello se ha considerado la climatización del LOU1, el departamento de Ingeniería

Química y Ambiental de la Universidad Técnica Santa María, Casa Central, que

actualmente utiliza climatizadores alimentados con energía eléctrica, en las oficinas de

profesores y algunos de los laboratorios.

Pero, ¿Qué sucede con el resto de los lugares comunes?, y sí corresponde a un

departamento de ingenieros químicos y ambientales ¿Por qué no utilizar nuevas y mejores

energías?, ¿Por qué no preocuparnos de mejorar las condiciones ambientales? O más bien

¿Por qué no generar nuestra propia energía y abastecernos?

Todas estas interrogantes pretende responder nuestro proyecto, ya que, se tiene como

objetivo lograr el acondicionamiento del LOU a partir de las ERNC2, las energías del

futuro que nos permitirán subsistir luego del agotamiento de los combustibles fósiles,

mitigando todos los efectos ambientales que han causado con su uso.

Además, junto con considerar el uso de ERNC, estamos formando parte del proyecto de ley

implementado por el actual gobierno conocido como “20/20”, que pretende que para el año

2020 el 20% de la matriz energética en Chile provenga de fuentes renovables y limpias,

disminuyendo en gran medida la cantidad de contaminantes, como CO2, NOX, SO2, los que

actúan como principales contribuyentes en el adelgazamiento de la capa de ozono, deterioro

de la calidad del aire urbano, la lluvia ácida, entre otros.

Finalmente, queremos darle un nuevo sello a la Universidad, considerando que cada día los

aspectos ambientales toman más protagonismo, donde ser una “Universidad Verde” es

actuar con conciencia y responsabilidad ante la sociedad, demostrando al mundo que la

formación de los ingenieros líderes en ciencia y tecnología es en pro del bienestar social.

1LOU: Laboratorio de Operaciones Unitarias.


10 | P á g i n a

2ERNC: Energías Renovables No Convencionales.

En primer lugar, consideraremos y evaluaremos el sistema eléctrico en Chile, para

determinar cuales son las condiciones en las que están operando los acondicionadores

eléctricos del LOU y así obtener información para la construcción de la Línea Base.

Es de suma importancia tener en consideración la actual fuente energética, permitiendo

contextualizarnos en el tema, al conocer sus limitaciones y eventuales desventajas, junto

con la adquisición de información acerca de las tarifas eléctricas con que se rige la

Universidad.


11 | P á g i n a

En vista que para la realización de la línea base debemos considerar el actual sistema de

acondicionamiento utilizado en el LOU, daremos algunos antecedentes relevantes del

mercado eléctrico en Chile, ya que, la fuente de energía que alimenta los acondicionadores

es la energía eléctrica, por lo que su funcionamiento y costo esta condicionado por tal

energía.

5. Mercado Eléctrico en Chile:

5.1 Sistema eléctrico en Chile

Chile inició una reforma del sector eléctrico en 1982, donde se separó el sistema de

generación, transmisión y distribución del sector eléctrico, lo que llevó a una privatización

del sistema chileno, dejando al estado con una función reguladora, fiscalizadora y

subsidiaria.

•Las empresas generadoras tienen por función producir energía, la que será transmitida y

distribuida a los clientes; hay 31 empresas generadoras, destacándose el grupo Endesa, AES

GENER y TRACTEBEL.

•Las empresas transmisoras cumplen la función de hacer las líneas, subestaciones y equipos

para llevar la energía mayor a 23 kV desde el punto de producción, a los puntos de

distribución. Es de libre consumo, todas las empresas generadoras se pueden adherir

pagando un peaje. En Chile hay 5 empresas transmisoras, destaca TRANSELEC en la zona

central.

•Los sistemas de distribución son las líneas, subestaciones y equipos, que entregan energía

al consumidor final, operan con tarifas reguladas y en una zona de concesión. Participan en

Chile 36 empresas distribuidoras donde destacan los grupos Enersis, PP&L y SEMPRA-

PSEG.

•Las leyes que rigen actualmente el sistema eléctrico chileno son la Ley Corta I y la Ley

Corta II. La ley Corta I reguló el mercado de la transmisión, haciendo que el pago de peajes

por la transmisión eléctrica sea asumido por las empresas generadoras y los clientes,

liberando a las empresas que generen menos de 9 MW. La ley corta II obligó a las empresas

de distribución a licitar sus suministros en condiciones competitivas, a no más de 15 años, y

que un 5% de éste deberá ser provisto por ERNC (según la ley 20.257).

•El sistema eléctrico chileno se divide en 5 áreas eléctricas: Sistema Interconectado del

Norte Grande (SING), Sistema Interconectado Central (SIC), Sistema de Aysén, Sistema de

Magallanes y el Sistema Eléctrico de la Isla de Pascua. Estos sistemas no están

interconectados eléctricamente entre sí. El sistema de transmisión troncal es el eje central


12 | P á g i n a

de transporte eléctrico y única línea central que abastece la mayoría del país, haciéndolo

vulnerable a un corte de servicio.

•El SIC abastece cerca del 90% de la población chilena. Éste abarca desde la comuna de

Taltal (provincia de Antofagasta) por el Norte, hasta la Isla de Chiloé por el Sur, con un

75,8% de la capacidad total instalada en el país. Sumando el aporte de todas las centrales

operativas, el SIC posee una potencia instalada de aproximadamente 13 [GW]. Genera

mayoritariamente energía termoeléctrica (54,6%) e hidráulica (44,7%) y a diferencia del

SING provee principalmente a usuarios residenciales.

5.2 Falencias del Sistema Eléctrico:

Actualmente el sistema eléctrico en Chile presenta múltiples falencias que impiden un

normal funcionamiento en cuanto a la actividad industrial y red doméstica, que en

definitiva pueden provocar serios daños en los equipos, pérdidas de información en

desarrollo de actividades experimentales y pérdidas en tiempos de oficina de trabajo, entre

otros. Es por esto, que no es posible considerar el sistema eléctrico como principal o único

suministro de energía, sino que debemos de buscar nuevas alternativas que nos permitan

mantener un proceso continuo sin pérdidas de tiempo y energía.

Ahora se presentan algunas de las principales falencias que presenta el actual sistema:

•Falta de oferentes grandes en el ámbito de la generación, debido a los altos costos, y

complicaciones para otorgar concesiones eléctricas y tomar posesiones de los terrenos que

se crean necesarios, para establecer las líneas de transmisión, provocando que empresas

generadoras pequeñas, no puedan entrar al mercado, afectando gravemente la entrada de

ERNC en el sistema.

•El sistema Chileno eléctrico posee una sola línea central que abastece al país, la cual

presenta debilidad en la infraestructura de transmisión y distribución, además esta línea de

transmisión no va a dar abasto, ya que estudios señalan que la demanda energética en

nuestro país de duplicará en los próximos años.

•En el ámbito económico, Chile presenta muy altos precios energéticos, entre 100 y 130

US$/mwh, comparado con los 60 – 80 US$ de los países con los que competimos

directamente.

•El modelo actual de Chile, promueve la construcción de líneas paralelas en vez de tener

líneas con capacidad de ampliarse, lo que conlleva a una congestión de líneas en el sistema.


13 | P á g i n a

•En el último tiempo se han presentado importantes cortes del suministro eléctrico que han

afectado a gran parte del país, como lo fue el 27 de Julio de 2010 afectando a 3.6 millones

de habitantes desde la Tercera Región hasta la Isla de Chiloé, siendo la principal

responsable TRANSELEC (principal empresa de transmisión, controlando el 98% del SIC

y el 100% del SING).

Ahora, en base a lo que nos compete como proyecto, el estudio de mercado se basa

principalmente en la electricidad en Chile, por lo que hemos considerado los siguientes

aspectos.

Realizamos dos gráficos para indicar la actual situación del mercado, para luego obtener

una proyección de los costos de mantención de los acondicionadores, que en definitiva

marcaran un factor clave de comparación para las eventuales alternativas de energías

renovables a considerar. El primero es sobre los valores del Índice del precio al

Consumidor, IPC, desde los años 2007 al año 2017. Los IPC de los primeros cinco años

(2007 a 2011) se obtuvieron de la página de Servicios de Impuestos Internos. Luego, para

obtener el porcentaje de este año se utilizó el estimado que han hecho los economistas, los

que pronostican que estará entre el 2,7% y 3,5%, según esto nos pondremos en el mejor

caso, el valor de 3,5 %. Para los años que restan se calculó un promedio del valor del IPC

desde el año 2008 hasta el 2012.

El resultado de 3,3 % se mantiene constante en los últimos años, ya que, es imposible saber

con claridad cuál será el porcentaje de inflación.

El segundo gráfico, arroja los precios del KW desde el año 2007 hasta el año 2017, esto nos

proporcionará un estimado del costo de la energía eléctrica en los próximos cinco años.

Para calcular estos valores se consideró que la Universidad Técnica Federico Santa María

paga actualmente 106 pesos el KW, este valor fue multiplicado por el valor del IPC de cada

uno de los años, los que se encuentran tabulados en la siguiente tabla.


14 | P á g i n a

Tabla 1: Valor costo electricidad en la USM según IPC

Año IPC

Valor del

KW [$]

2007 7,8 85,93

2008 7,1 93,20

2009 -1,4 100,32

2010 3 101,74

2011 4,4 104,88

2012 3,5 109,71

2013 3,3 113,33

2014 3,3 117,07

2015 3,3 120,93

2016 3,3 124,92

2017 3,3 129,04

Cálculos:

El método que se utilizó fue el siguiente:

Todos los otros IPC se calcularon de la misma manera.


15 | P á g i n a

Figura 1: Proyección de costo de la electricidad

Figura 2: Valores IPC desde año 2007 hasta año 2017


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6. Sistemas de Acondicionamiento:

6.1 Definición, características y equipos más utilizados:

El aire acondicionado corresponde al control de los factores que afectan las condiciones

atmosféricas de los lugares cerrados en los que trabajan las personas, como oficinas,

habitaciones, salas de estudio o lugares comunes; tales factores son la temperatura

(calefacción o refrigeración), humedad, polvo (filtrado) y el movimiento de aire dentro de

una habitación.

El climatizador mediante un filtro, construido por ejemplo de poliuretano, lana de vidrio,

micro fibras sintéticas o de alambres metálicos, entre otros; cumple la función de retener

parte del polvo, impurezas y partículas en suspensión que posee el aire, para devolverlo

más limpio al ambiente. Este sistema es de gran ayuda en hospitales y clínicas debido a la

cantidad de partículas que pueden dañar la salud de los pacientes. Otro de los factores

importantes a considerar y que regulariza un climatizador son la humedad y la temperatura

del ambiente en donde este se encuentra. En verano la función que debe cumplir un aire

acondicionado es enfriar y deshumedecer el lugar; por el contrario, en invierno este debe

humedecer y calentar el aire. Si este proceso no se realiza con éxito puede provocar

molestias, resecamiento de las mucosas respiratorias y otros problemas fisiológicos en las

personas.

Los equipo que podemos encontrar en el mercado y que son los más utilizados en

domicilios, edificios y oficinas son los tipo ventana y Split. Estos poseen diferentes

potencias y tamaños de acuerdo a la cantidad de metros que se necesita acondicionar, las

personas que habitan el recinto, cantidad de aparatos electrónicos y pérdidas de calor

producidas por ventanas y puertas.

6.2 Aspectos generales de instalación:

Para un buen funcionamiento de los aires acondicionados es necesario respetar y seguir

ciertas reglas de instalación. La primera y una de las más importantes, es la altura a la cual

se deben instalar los equipos, este límite no debe ser menor que 1,70[m] ni mayor a 1,90

[m], ya que afecta el rendimiento de la maquina. Si el climatizador se encuentra por debajo

del límite recomendado el termostato manda la señal al compresor de que el ambiente ya

está frío y este deja de funcionar, siendo que aún no se llega a la temperatura que la persona

desea. Por otro lado si se instala sobre el metro noventa el acondicionador no dejará de

funcionar provocando un sobreconsumo eléctrico, además de las fallas que presentará a

corto plazo. Otro de los factores a considerar, es el lugar que se quiere climatizar, si este es

un espacio cerrado la mejor opción será un aire acondicionado tipo Split, ya que este extrae

aire de la habitación, por lo que no necesita estar conectado hacia el exterior. Sin embargo,


17 | P á g i n a

para lugares que tienen ventana o contacto con el exterior el tipo de climatizador debe ser

ventana, porque este no extrae el aire, sino lo expulsa al exterior para renovar el aire.

6.3 Esquema de un acondicionador:

VENTILADOR

VÁLVULA

EVAPORADOR

CONDENSADOR

TURBINA

COMPRESOR

Figura 3: Esquema Aire Acondicionado


18 | P á g i n a

7. Alcances:

El objetivo principal de nuestro proyecto es la climatización del LOU a partir de las ERNC,

para lo cual hemos de considerar distintas alternativas que nos permitan sostener los

actuales requerimientos energéticos. La elección de la energía renovable se basará en

aquella nos permitirá sostener tales requerimientos, junto con obtener nuevas y mejores

soluciones, a favor del medio ambiente.

El sistema de climatización actual instalado no es eficiente, en términos energéticos, pues,

en su instalación no se consideraron aspectos de ubicación y posicionamiento de los

equipos. Los acondicionados se encuentran posicionados en sentido oeste, sin embargo

deberían ubicarse en sentido este (opuestos al sol en la hora de mayor radiación), donde las

diferencias de temperaturas en verano son mucho mayores haciendo que el equipo trabaje

más de lo necesario y por tanto consuma mayor energía. Por otra parte, los equipos se

encuentran mal instalados, ya que, de acuerdo a la posición recomendada, se encuentran

bajo la altura media, haciendo que los equipos no alcancen las condiciones óptimas, y su

sensación térmica no sea la adecuada.

Otro aspecto importante, es que los acondicionadores también son agentes contaminantes,

liberando gases que contribuyen al efecto invernadero. El refrigerante utilizado por los

equipos es el R-22 (nombre químico: Monoclorodiflurometano) que pertenece al grupo

uno3 de refrigerantes, tienen una toxicidad e inflamabilidad despreciables, donde sus

concentraciones de hasta un 20% durante dos horas son inocuos, sin embargo se sabe que

su utilización durante el día puede alcanzar las nueve horas y durante todo el año.

Por otro lado se debe considerar que se necesita mantener un suministro energético

constante, es decir, si existen cortes de electricidad, entonces los trabajos administrativos

están obligados a detenerse, y peor aún, si en ese momento se están realizando

experimentos, pues las mediciones se perderían, y eso implicaría gastos monetarios y

tiempo extras. No es posible que se detengan estas actividades diarias debido a la

indisponibilidad de recurso energético, ya que, son primordiales para el buen

funcionamiento del LOU.

Dado esto, nos damos cuenta que la utilización de acondicionadores no corresponde a la

mejor opción para climatizar el LOU, sino que debemos de considerar energías limpias y

eficientes que nos permitan un suministro energético constante y de calidad.

El uso de las ERNC no sólo consiste la selección de la energía más barata de producir o

aquella que nos proporcione una mayor eficiencia energética, sino que existen múltiples

criterios de selección en cuanto al lugar de instalación, como también de las condiciones de


19 | P á g i n a

operación que necesita cada tipo de energía limpia. Si consideramos el caso del LOU, este

se encuentra situado en el interior de una universidad, la cual no posee espacios disponibles

de ampliación, si se requiere instalar una planta de generación. Además las situaciones

climáticas corresponden al sector costero de la zona central, el cual posee el menor índice

de radiación solar de la quinta región; una fuerte vaguada costera durante gran parte del

año, provocando una gran humedad en el ambiente; así como también al estar en una zona

costera los niveles de concentración salina son muy elevados, corroyendo fuertemente los

equipos y cañerías; por último, la disponibilidad de recursos naturales, como lo es la

presencia del mar, ausencia de fuentes hidráulicas cercanas y bajas temperaturas

ambientales. Todos estos son lo factores que se deben de consideran para la elección de una

energía limpia, junto con su eventual disponibilidad en un largo plazo.

El ser una universidad que se preocupa del bienestar de sus alumnos y la comunidad que

nos rodea, significa que estamos considerando las externalidades negativas que conllevan

nuestras acciones, como es el caso de la contaminación ambiental, permitiéndonos formar

parte del actual estatus que proporciona el sólo hecho de generar y utilizar energías limpias.

Es una realidad el prestigio con que cuenta la universidad en la formación de ingenieros

líderes en ciencia y tecnología, pero además el estar preparados y concientizados con la

realidad nacional y mundial, nos abre oportunidades para nuestro futuro laboral.

La siguiente imagen muestra de manera particular las actuales condiciones en que se

encuentra el LOU.

Figura 4: Actual perspectiva del LOU

3Grupo uno: Según el American Standard Safaty Code for Mechanical Refrigeration y la Norma ASHRAE 12-58


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8. Línea Base:

8.1 Presentación Equipos Actuales:

8.1.1Tipos y características:

La climatización del LOU actualmente se basa en 16 aires acondicionados, ubicados en

doce salas de profesores, tres laboratorios y una sala de reuniones. Los tipos de

climatizadores y sus características son las siguientes:

Ventana 9000 [BTU/h]:

Tabla 2: Características Ventana 9000 [BTU/h]

Características

Capacidad de enfriamiento 9040 [BTU/h]

Capacidad de calefacción 8360 [BTU/h]

Refrigerante R-22/750 [g]

Presión de Diseño 2,6 [MPa]

Presión de funcionamiento

del intercambiador 2,4 [MPa]

Peso 32 [kg]

Tipo de resistencia IP24

Voltaje 220/240 [V]

Frecuencia 50 [Hz]

Corriente de enfriamiento 4,2 [A]

Corriente de calefacción 3,3 [A]

Potencia de enfriamiento 1000 [W]

Potencia de calefacción 830 [W]

Máxima corriente 5,8 [A]

Máxima Potencia 1180 [W]


21 | P á g i n a

Ventana 12000[BTU/ h]:

Tabla 3: Características Ventana 12000 [BTU/h]

Características

Capacidad de

enfriamiento

12000

[BTU/h]

Capacidad de

calefacción

11500

[BTU/h]

Refrigerante R22/ 850 [g]


Presión de

funcionamiento del

intercambiador

2,4 [MPa]

Peso 46 [kg]


Voltaje 220/240 [V]

Frecuencia 50 [Hz]

Corriente de

enfriamiento 6,1 [A]


Potencia de enfriamiento 1400 [W]

Potencia de calefacción 1200[W]




22 | P á g i n a

Split piso y cielo 24000 [BTU]:

Tabla 4: Características Split piso y cielo 24000 [BTU/h]

Características

Capacidad de

enfriamiento

24000

[BTU/h]

Capacidad de

calefacción

30000

[BTU/h]

Refrigerante R-22/ 230 [g]


Presión de

funcionamiento del

intercambiador

2,6 [MPa]

Peso interior 32 [kg]

Peso exterior 37 [kg]


Voltaje 220/240 [V]

Frecuencia 50 [Hz]

Corriente de

enfriamiento 17 [A]


Potencia de

enfriamiento 3400 [W]

Potencia de calefacción 3600 [W]




23 | P á g i n a

Split muro 12000 [BTU]:

Tabla 5: Características Split muro 12000 [BTU/h]

Características

Capacidad de

enfriamiento 12000 [BTU/h]

Tipo de clima Tipo 1

Capacidad de

calefacción 13000 [BTU/h]

Refrigerante R-410A/ 820 [g]

Presión de Diseño 6 [MPa]

Presión de

funcionamiento del

intercambiador

3,8 [MPa] / 1,2

[MPa]

Peso 35 [kg]

Voltaje 220/240 [V]

Frecuencia 50 [Hz]

Corriente 28 [A]

Potencia de

enfriamiento 11,30 [W]

Potencia de calefacción 11,10 [W]

Potencia de entrada 1500 [W]

Potencia de salida 1400 [W]

8.1.2 Ubicación de los equipos:

A continuación se presentará la ubicación de los equipos de tipo ventana y Split que es

posible encontrar en el LOU, para lo cual se utilizó la siguiente simbología:

Tabla 6: Simbología de los acondicionadores instalados en el LOU

Simbología

Acondicionador Ventana 1

Acondicionador Ventana 2

Acondicionador Split piso y cielo

Acondicionador Split muro


24 | P á g i n a

Figura 5: Primer piso del LOU

Figura 6: Segundo piso del LOU


25 | P á g i n a

Figura 7: Tercer piso del LOU

8.2 Características de Operación:

8.2.1 Definición de los equipos involucrados en el proceso:

a. Evaporador: Dispositivo encargado de calentar y enfriar el aire de la

habitación, a través de un serpentín por donde circula el refrigerante.

b. Compresor: Se denomina el corazón del sistema. Proporciona a este la fuerza

necesaria para mantener la circulación del refrigerante, tanto para

calefaccionar o enfriar el ambiente. Además se encuentra conectado a un

termostato el que le manda una señal de la acción que debe seguir. El tipo de

compresor más utilizado en los sistemas de climatización es el rotativo.


26 | P á g i n a

c. Condensador: Son intercambiadores de calor diseñados para eliminar el calor

absorbido por el refrigerante y el evaporador, además del calor de

compresión agregado por el compresor; expulsándolo hacia el exterior

usando como corriente de servicio aire atmosférico.

d. Válvula de tres vías: Se encuentra dentro de la categoría de válvula

inversora; responsable de cambiar la dirección de flujo, dependiendo del

proceso de climatización.

e. Motor Fan:

e.1 Ventilador: funciona para enfriar el equipo, evitando que este se

descomponga en un tiempo menor al pronosticado. Además aumenta la

velocidad del aire exterior, provocando que se enfríe mas rápido y así

utilizarlo como corriente de servicio para condensar el refrigerante.

e.2 Turbina de Inyección: Encargada de la circulación del flujo de aire

proveniente de la habitación.

f. Refrigerante: Al momento de la elección de un refrigerante es muy

importante que este posea un punto de ebullición por debajo de la

temperatura ambiente, un alto calor latente de vaporización, temperatura

crítica por encima de la temperatura de condensación establecida en el

diseño, que no sea inflamable, corrosivo, tóxico y lo más importante que

tenga un bajo costo.


27 | P á g i n a

g. Filtro: Ubicado por delante del evaporador, puesto que al momento de

ingresar el aire al climatizador este debe estar libre de polvo y partículas en

suspensión que pueden dañar el equipo; de esta forma la corriente de salida

posee una concentración menor de suciedad, limpiando así el ambiente.

h. Termostato: Provee control automático a los sistemas de enfriamiento y/o

calentamiento. Su empleo permite regular el sistema para el confort

individual. Y, una vez ajustado, el sistema mantendrá la temperatura

establecida, con un grado en más o menos, dependiendo de la tolerancia del

control.

8.2.2 Descripción de cada ciclo:

Ciclo cerrado de refrigeración:

El refrigerante 22 entra al compresor como vapor saturado, éste aumenta la presión y la

temperatura del gas; dejándolo como vapor sobrecalentado. A continuación ingresa al

condensador; encargado del cambio de fase del fluido, convirtiéndolo así en líquido

saturado. Este proceso es logrado utilizando aire atmosférico como corriente de servicio;

además de la ayuda del ventilador, que proporciona cierta velocidad a la corriente. El

líquido saturado a alta presión entra a la válvula de tres vías; ésta cumple la función de

expandir el freón, provocando una caída de presión. Una vez que esto sucede, el R-22 entra

al evaporador como una mezcla de líquido y vapor en equilibrio, circulando por el serpentín

donde se produce un intercambio de calor entre el aire de la habitación y el refrigerante.

Finalmente este ingresa nuevamente al compresor como vapor saturado, cumpliéndose el

ciclo cerrado de refrigeración.

Ciclo cerrado de calefacción:

En cuanto al ciclo de calefacción, vale destacar que se utilizan los mismos equipos que el

ciclo de refrigeración anterior, pero la mayor diferencia radica en el sentido en que ocurre

este, haciéndolo en sentido opuesto, ya que, considerando la función de la válvula de tres

vías, es esta la que indica la dirección del flujo, de acuerdo a la función que se desea lograr.


28 | P á g i n a

Figura 8: Diagrama Cualitativo de la Entalpía

El ciclo:

(b) Compresor: El refrigerante entra al compresor y sale como un vapor saturado.

(c) Condensador: el fluido sale como un líquido subenfriado.

(d) Válvula: el fluido se expande bajando su presión.

(a)Evaporador: finalmente el refrigerante sale como vapor saturado cerrándose el

ciclo.

De acuerdo el modo en que se requiera ocupar el ciclo, ya sea enfriamiento o calefacción, el

ciclo será: b, c, d, a ó b, a, d, c, respectivamente.

8.3 Consumo energético de Equipos:

Para saber específicamente el consumo energético de cada uno de los equipos se averiguó

en la Universidad cuanto pagaban por la electricidad mensualmente. Según esto y

obteniendo un promedio se llega a $106 el KW.

Las tablas que vienen a continuación reflejan la cantidad de dinero gastada al mes en

electricidad, pero sólo por los climatizadores. Haciendo una diferencia entre verano e

invierno, ya que la cantidad de corriente consumida varía de acuerdo a la función que se

requiere (calefaccionar o enfriar). Por otro lado nos encontramos con una columna de

voltaje, corriente, potencial mensual, consumo mensual por equipo y consumo total. A

continuación detallaremos como se obtuvieron esos resultados.


29 | P á g i n a

Voltaje:

Para esta columna tenemos dos valores, el de 220 es el arrojado por fabricante y el

de 209 es el medido experimentalmente en el LOU.

Corriente:

Arrojada por el fabricante

Potencia mensual: Esta se calcula mediante la siguiente fórmula:

Donde:

Consumo mensual por equipo:

Este valor se obtiene multiplicando la potencia mensual por el valor del KW hora,

que en nuestro caso es de $106.

Consumo Total:

La cantidad arrojada en esta columna se calcula multiplicando el consumo mensual

por equipo con la cantidad de equipos que hay actualmente en el LOU.



30 | P á g i n a

Tabla 7: Consumo Ventana 9000 [BTU/h]

Verano

Voltaje

[V]

Corriente

[A]

Potencia

mensual

[KW/mes]

Consumo

mensual por

equipo $

Consumo

Total

mensual $

220 4,2 166,32 17.630 211.559

209 4,2 158,004 16.748 200.981


Invierno

Voltaje

[V]

Corriente

[A]

Potencia

mensual

[KW/mes]

Consumo

mensual por

equipo $

Consumo

Total

mensual $

220 3,3 130,68 13.852 166.225

209 3,3 124,146 13.159 157.914



Verano

Voltaje

[V]

Corriente

[A]

Potencia

mensual

[KW/mes]

Consumo

mensual por

equipo $

Consumo

total

mensual $

220 6,1 241,56 25.605 51.211

209 6,1 229,482 24.325 48.650


31 | P á g i n a

Tabla 10: Consumo Ventana 12000[BTU/h]

Invierno

Voltaje

[V]

Corriente

[A]

Potencia

Mensual

[KW/mes]

Consumo

mensual por

equipo $

Consumo

total

mensual $

220 5,2 205,92 21.828 43.655

209 5,2 195,624 20.736 41.472

Split piso y cielo 24000 [BTU]:

Tabla 11: Consumo Split piso y cielo 24000 [BTU/h]

Verano

Voltaje

[V]

Corriente

[A]

Potencia

mensual

[KW/mes]

Consumo

mensual

por equipo

$

Consumo

Total

mensual $

220 17 673,2 71.359 71.359

209 17 639,54 67.791 67.791

Tabla 12: Consumo Split piso y cielo 24000 [BTU/h]

Invierno

Voltaje

[V]

Corriente

[A]

Potencia

mensual

[KW/mes]

Consumo

mensual

por equipo

$

Consumo

Total

mensual $

220 17,8 704,88 74.717 74.717

209 17,8 669,636 70.981 70.981


32 | P á g i n a

Split muro 12000 [BTU]:

Tabla 13: Consumo Split muro 12000 [BTU/h]

Verano

Voltaje

[V]

Corriente

[A]

Potencia

mensual

[KW/mes]

Consumo

mensual por

equipo $

Consumo

Total

mensual $

220 28 1108,8 117.533 117.533

209 28 1053,36 111.656 111.656

Tabla 14: Consumo Split muro 12000 [BTU/h]

Invierno

Voltaje

[V]

Corriente

[A]

Potencia

mensual

[KW/mes]

Consumo

mensual por

equipo $

Consumo

Total

mensual $

220 28 1108,8 117.533 117.533

209 28 1053,36 111.656 111.656

8.3 Eficiencia de los Equipos:

Para obtener los resultados arrojados por una tabla que viene a continuación sacamos el

porcentaje de eficiencia de cada uno de los equipos con la corriente que viene por catálogo

y la medida experimentalmente en el Laboratorio de Operaciones Unitarias.

Tabla 15: Eficiencia equipos

Verano Invierno

Ventana 9000

[BTU/h] 95 95

Ventana 12000

[BTU/h] 95 95

Split Piso-

Cielo 24000

[BTU/h]

95 95

Split Muro

12000 [BTU/h] 95 95


33 | P á g i n a

8.5 Costo Acumulado:

De acuerdo a los datos obtenidos para cada tipo de acondicionador en cuanto a su consumo

mensual, además de considerar los costos de inversión (compra de los equipos,

considerando precio actual), y las posibles mantenciones efectuadas dos veces al año para

cada uno de los equipos por una empresa especializada; ha sido posible estimar para un

periodo de cinco años, el costo total que correspondería realizar para mantener cada

climatizador cumpliendo su función con la mayor eficiencia.

Vale destacar que se consideraron sólo cinco años, ya que es esa la cantidad de tiempo que

equivale a la vida útil aproximada de un acondicionador.

Las tablas que vienen a continuación tienen cuatro columnas, las cuales son: costo de

inversión, costo de mantención, consumo energético y gasto total.

Para obtener los valores mostrados se siguió el siguiente procedimiento:

Costo de Inversión:

Se considera el precio de cada uno de los aparatos que fueron vistos en catálogos y

se multiplica por la cantidad de acondicionadores que hay en el Lou.

Lista de Precios:

Tabla 16: Costo de cada uno de los acondicionadores

Tipo de Climatizador Precio $

Ventana 9000

[BTU/h] 179.000

Ventana 12000

[BTU/h] 223.000

Split piso y cielo

24000 [BTU/h] 781.034

Split muro 12000

[BTU/h] 334.990


34 | P á g i n a

Donde:

Tipo ventana:

Tipo Split:

Costo de mantención:

Para esto consideramos que los climatizadores se deben chequear dos veces por año,

para que tengan un correcto funcionamiento. Para efectuar los cálculos se tomaron en

cuenta dos precios diferentes de acuerdo al tipo de aire acondicionado que se debe

arreglar.

La tabla a continuación muestra el valor por equipo:

Tabla 17: Costo de mantención acondicionadores

Tipo de Climatizador Valor por

equipo $

Ventana 24.000

Split 34.000


35 | P á g i n a

Tipo ventana:

Donde:

Tipo Split:

Donde:

Consumo Energético:

Para poder hacer un gasto acumulado de energía eléctrica en cinco años más, se debe

considerar IPC y valores de la energía para los siguientes años. Pero en este cálculo no

se tomaron en cuenta estas condiciones, solo se mantuvo constante el precio de la

energía ($106) y se multiplico por la cantidad de equipos y por la cantidad de meses.

Donde:


36 | P á g i n a

Tipo ventana:

Tipo Split:

Gasto Total:

Se calculó con la siguiente fórmula:

Tabla 18: Costo total acondicionadores Ventana

Ventana

Costo

Inversión [$]

Costo

Mantención

[$]

Consumo

Energético [$]

Gasto

Total [$]

2.594.000 3.360.000 15.766.186 19.126.186

Tabla 19: Costo total acondicionadores Split

Split

Costo de

Inversión [$]

Costo

Mantención

[$]

Consumo

Energético [$]

Gasto

Total [$]

1.116.024 680.000 11.333.520 12.013.520


37 | P á g i n a

Finalmente es posible considerar que el gasto total a realizar para mantener un

acondicionamiento óptimo y continuo en el LOU, incluyendo ambos tipos de

climatizadores, corresponde a $31.139.706.

Este valor, representa un valor ideal del gasto total que pudiera realizarse eventualmente si

continuáramos utilizando la energía eléctrica como principal sustento energético, donde no

se ha considerado los efectos de la inflación3 y precio del dólar.

Además el considerar la realización de esta estimación, nos ayudará a comparar

posteriormente la inversión que se deberá realizar una vez que elijamos el tipo de ERNC a

implementar.

Vale destacar que la inversión que tengamos que realizar, no tendrá mucho sentido respecto

al valor calculado anteriormente, ya que, si bien en Chile cada día se está avanzando en

términos de energías limpias e inagotables, la inversión en generación por ERNC es muy

alta; por lo que nos concentraremos en que cumpla con la capacidad actual requerida de

168.000 [BTU/h] y además que corresponda a una energía amigable, a favor del

medioambiente.


38 | P á g i n a

9. Presentación de Nuevas Alternativas

9.1 Definición ERNC

El desarrollo y evolución de la vida humana a través del tiempo ha sido un proceso en el

que la calidad de vida se ha transformado en un de los aspectos fundamentales para

subsistir, pues, desde los comienzos se aprecia que el hombre en su intento por buscar

estabilidad ha recurrido a diferentes formas de energías. Durante el siglo XX la tecnología

tubo avances enormes, y el mundo se ha hecho cada vez más dependiente de la energía

eléctrica para el funcionamiento del diario vivir, razón por la cual, el consumo de energía

hoy en día se requiere es en cantidades significativas y cada vez mayores, al ser

indispensable.

Por en esto, se debe hacer una observación importante sobre el uso desmedido que se le ha

dado a los derivados del petróleo para la obtención de energía eléctrica. El petróleo al ser

una fuente no renovable se espera que en algún momento se agote, y por sobre todo, la gran

capacidad de contaminación al medioambiente, donde estudios de organizaciones no

gubernamentales se han encargado de revelar. Es por esto que como sociedad nos estamos

abriendo a la posibilidad de buscar fuentes de energías que sean inagotables, limpias y no

contaminen.

Es en ese contexto es que las nuevas tecnologías para aprovechar las energías renovables no

convencionales se presentan como una opción eminente y necesaria. El desarrollo de esta

idea es reciente (poco más de dos décadas), y las inversiones para poder implementarlas ha

sido menor en comparación a la inversión para otro tipo de energía, debido a los altos

costos con conlleva implementar una nueva energía, como lo es la investigación.

A continuación se presenta una figura en la que se da cuenta la proporción de la energía

convencional, con respecto a las energías renovables no convencionales:

Figura 9: Consumo Bruto de energía primaria

en Chile 2004. Cualitativa

Figura 10: Capacidad instalada en el SIC 2004.

Cualitativa

Como es posible observar en las imágenes, no existe consumo de energía renovable en el

país, por lo que en ocho años es bastante difícil avanzar en ese sentido. Se necesitan de

muchos años y paciencia para lograr buenos resultados. Ahora bien, la siguiente imagen

presenta la distribución de las ERNC para el mismo año.

Figura 11: Las ERNC a nivel mundial, una pequeña parte de la energía primaria per en crecimiento,

2004. Cualitativa


40 | P á g i n a

Dado esto se presentará las cinco fuentes principales de ERNC, de las cuales una será

elegida para desarrollar nuestro proyecto de climatización, teniendo en consideración

factores ambientales, económicos y requerimiento energético.

9.2 Tipos de ERNC

9.2.1 Energía Solar

Es la energía proveniente del sol. La radiación solar es una onda electromagnética que tiene

su origen en la fusión nuclear en el astro sol. La radiación solar ofrece varias maneras de

recuperación energética, la cual puede ser captada y aprovechada de dos formas: el

primero, colectores solares que almacenan la energía solar en energía útil que sirve para

calentar agua o aire y para cocinar, la segunda forma serán los paneles fotovoltaicos que

recepcionan la radiación solar para poder transformarla en energía eléctrica.

Figura 12: Energía Solar en el futuro. 2004

9.2.1.1 Colectores solares

En este caso el agua -que será el fluido que recibirá el calor proveniente de la energía solar-

será impulsado a través de una bomba hacia los colectores solares, en donde transcurrirá

por ductos diseñados especialmente para poder absorber la radiación y entregársela al

fluido, luego este fluido puede ser almacenado para su posterior uso en tanques aislados

exteriormente. Su uso es variado, y puede ocuparse para cocinar, uso sanitario, y para

climatizar ambientes.


41 | P á g i n a

Como se dijo anteriormente el agua caliente obtenida a través de los colectores solares, se

conectará a un sistema instalado en la habitación que se quiera ambientar, en donde la

transmisión de calor ocurrirá por medio de los mecanismos de conducción o convección.

El siguiente esquema, muestra una casa alimentada por energía solar a través del uso de los

colectores solares:

Figura 13: Aplicación de la Energía Solar a la arquitectura de viviendas y edificios.

Vale destacar, que el funcionamiento de los colectores solares puede variar de acuerdo a la

forma que se quiera climatizar, por ejemplo:

Alimentación a Radiadores: Agua de los depósitos calientes circulan por radiadores

instalados en paredes, obteniéndose calefacción. Ocurre un proceso de convección

natural del aire que es calentado cercano al radiador, de esta forma disminuye su

densidad y ocurre un desplazamiento del aire caliente que se expande hacia toda la

habitación, en tanto que el aire frio viene a ocupar el espacio dejado por el aire

caliente desplazado, a través de un ciclo.

Disposición de rejillas de difusión: Por estas rejillas se hace circular agua caliente,

ocupando accesorios necesarios tales como: un motor eléctrico encargado de la

difusión del aire caliente, una placa donde circule el agua caliente que será ocupada

para la transmisión del calor, un difusor de aire para la expansión del aire caliente

en el ambiente elegido. De esta forma ocurre la transferencia de calor a través del

mecanismo de convección forzada, en donde ahora el fluido será desplazado por

una fuerza externa a una velocidad determinada.


42 | P á g i n a

Esta vía alternativa de climatizar a través de colectores solares para agua, podría ser

complemento por sistemas de calefacción eléctricos ya instalados en una sala, dando

oportunidad al uso de energía limpia.

9.2.1.2 Paneles fotovoltaicos.

La energía solar fotovoltaica consiste en la conversión directa de la radiación solar en

electricidad mediante sistemas fotovoltaicos. Este sistema fotovoltaico se forma por células

solares que transforman la luz en electricidad, un acumulador, un regulador y un sistema de

adaptación de corriente. Un aspecto importante es la posición y ubicación de los paneles

fotovoltaicos orientados de forma tal que se aproveche la máxima radiación solar en el

transcurso del año.

Un Panel Fotovoltaico está compuesto por un número determinado de celdas solares

conectadas eléctricamente entre sí y encapsuladas para ser protegidas frente a las agresiones

de la intemperie, aislarlas eléctricamente del exterior y dar rigidez mecánica al conjunto.

Figura 14: Descripción Panel Fotovoltaico.

Es una buena alternativa la obtención de energía eléctrica, ya que, ésta puede usarse en

forma directa o almacenarse en baterías para ser utilizada cuando la radiación sea baja.

Cabe mencionar que la radiación solar es una forma de energía de baja concentración (si las

condiciones climatológicas son buenas se puede llegar a tener 1000 [W/m2]).

Es por esto que será necesaria la implementación de muchos de estos paneles fotovoltaicos

para cubrir las necesidades requeridas en el LOU, por tanto, se necesitarían grandes

superficies para la captación de la radiación además del costo de cada panel.


43 | P á g i n a

En relación a los aspectos ambientales de la energía solar térmica, se hace meritorio

mencionar la desaparición de todos los impactos relacionados con la emisión de CO2

emitida en los procesos de combustión de combustibles fósiles. En relación al uso de los

paneles solares fotovoltaicos se debe mencionar que se evita la emisión de CO2 y

sustancias contaminantes, por otro lado, en la fabricación de los componentes fotovoltaicos

se utilizan algunos materiales potencialmente tóxicos y peligroso, que se deben almacenar

adecuadamente para evitar el contacto con la naturaleza.

9.2.2 Energía Eólica

Es la energía cinética producida por el viento, el cual hace mover un sistema de aspas, que

transforman la energía cinética a energía eléctrica.

Los vientos son movimientos de aire, que se genera por el calentamiento diferencial

producido en distintos puntos geográficos que reciben diferentes cantidades de radiación

solar.

Cuando el aire absorbe calor proveniente del sol, este alcanza una mayor temperatura,

entonces se produce una expansión que disminuye la densidad, dejando paso para que

fluya y entre el aire frío. Este transporte de materia producido por el calentamiento

diferencial del aire, se denomina transporte convectivo. La fuerza del viento hace que se

muevan las hélices del sistema, que gracias al rotor del generador, convierte esa fuerza en

energía eléctrica. En su parte posterior de las aspas puede tener una veleta que dirige las

hélices hacia donde sea mayor la velocidad del viento.

9.2.2.1 Turbina eólica de eje horizontal

Son turbinas con multi-paletas, que para generar electricidad deben tener un eje de rotación

rápida, teniendo hasta tres de estas. Además poseen un par de arranque bajo, por lo que se

pone en marcha cuando el viento tiene una velocidad determinada o cuando por el medio de

un motor de arranque auxiliar comienza a funcionar. Debido a sus características se

consideran como un sistema sencillo, el cual posee una máquina de giro rápido, capaz de

soportar esfuerzos menores y con una conexión a la red eléctrica más simple.

Adicionalmente esta turbina eólica lleva un timón o cola, donde los vientos horizontales

pueden cambiar con frecuencia su orientación, por lo que, para conseguir que el plano de

giro sea siempre de ese modo, el área barrida debe ser máxima y la potencia producida

optima.


44 | P á g i n a

Figura 15: Góndola de la turbina de eje horizontal con alguna de sus partes.

Con respecto a sus beneficios, podemos mencionar que al ser una energía limpia y libre, el

costo de producción y mantención es bajo, y la energía producida es buena, esta se calcula

como:

Donde:

La siguiente imagen esquematiza la relación entre la capacidad del diámetro del rotor, y

altura de la torre y su respectiva energía producida:


45 | P á g i n a

Figura 16: Comparación entre capacidad, diámetro de rotor y altura de torre.

Cabe señalar que las costas son áreas que frecuentemente disponen de vientos suaves,

brisas marinas y terrestres; los estrechos de comunicación entre dos mares son caminos

para vientos fuertes, por lo que la posible instalación de una fuente eólica en la universidad

es una opción viable.

9.2.3 Energía Geotérmica

La energía geotérmica se refiere a la energía que proviene desde el interior de la tierra,

principalmente de las zonas más activas de la corteza terrestre. A medida que se profundiza

en la corteza terrestre la temperatura va aumentado aproximadamente a una razón de 3º C

cada 100 m de profundidad. En determinados lugares, esta diferencia de temperatura se

hace aún más evidente y está ligada a una fuente de calor magmática.

El flujo calorífico que emana de la Tierra se debe a la gran diferencia de temperatura entre

el núcleo interno y la superficie terrestre. El flujo interno está formado por Ni y Fe en

estado sólido.

En la siguiente tabla se muestra las propiedades físicas de las capas del interior de la Tierra.


46 | P á g i n a

Figura 17: Propiedades físicas de las capas del interior de la Tierra

A la hora de hacer una valoración de las posibilidades de una determinada región para

hacer una explotación geotérmica, hay que considerar el valor de flujo geotérmico y su

accesibilidad.

El gradiente de temperatura y flujo geotérmico suele ser alto en formaciones geológicas

recientes, o cerca de los límites de las placas continentales. Como se menciono

anteriormente, las regiones donde la razón entre profundidad y aumento de temperatura es

constante, entonces el mecanismo predomínate de transferencia de calor es el de

conducción, mientras que en zonas donde son predominantes los procesos convectivos, el

gradiente de temperatura es bajo.

Las regiones geotérmicas se clasifican en tres categorías:

a) De alta entalpía: donde los gradientes de temperatura son superiores a 80-

100[°C/Km], y se puede acceder a agua caliente o vapor con temperatura entre 150-

200°C

b) De entalpía media: donde los gradientes de temperatura varía entre 40 y 80

[°C/Km], y se pueden encontrar fuentes de calor hasta 100°C. Esta zona no es apta

para la generación de electricidad, sin embargo se puede aprovechar las fuentes

térmicas para la calefacción y/o suministro de agua caliente de alguna zona poblada

cercana.

c) De baja entalpía: donde los gradientes de temperatura son inferiores a 40[°C/Km], y

el flujo de calor es de aprox. 0,06[MW/m2]. De esta zona es difícil la extracción de

energía a precios competitivos.


47 | P á g i n a

La tabla muestra algunas aplicaciones de la energía geotérmica, de acuerdo a la región

entálpica.

Figura 18: Energía geotérmica de acuerdo con la energía que emana, se puede utilizar en diversas

aplicaciones

Para obtener calor de fuentes geotérmicas de las distintas categorías de entalpía, se realiza

por alguno de los siguientes métodos:

a) Circulación geotérmica natural: Agua de lluvia se filtra hasta alcanzar acuíferos en

contacto con focos calientes. Es ahí, donde se calientan, donde pueden formar

mezclas líquido-vapor, o convertirse en vapor sobrecalentado.

b) Sistemas ígneos calientes: Se aprovecha el calor que viene desde el magma, el cual

de solidifica para la formación de lava

c) Fractura de roca seca caliente: Se realizan perforaciones que pueden alcanzar los

3000 [m] de profundidad, donde el calor almacenado es de millones de años. A

menudo, se bombea agua hasta el fondo, hasta que alcance la suficiente presión para

fracturar las rocas. A unos cientos de metros antes de llegar al pozo de inyección se

abre un llamado pozo de producción, donde se recoge el agua calentada, debido a

las fracturas y la eleva hasta la planta de producción.


48 | P á g i n a

9.2.4 Energía Mareomotriz

Es la energía potencial o cinética obtenida por la fuerza entregada a través del movimiento

de las olas del mar para luego convertirla en energía eléctrica.

El efecto en las mareas lo producen principalmente el Sol, la Luna y la Tierra. Las dos

últimas ejercen una interacción gravitatoria mutua e intensa, debido a la proximidad a la

que se encuentran. La Tierra retiene las aguas debido a la atracción gravitatoria, pero a la

vez la Luna atrae también las tierras y las aguas de nuestro planeta, por lo que en su

conjunto producen un abombamiento, dando lugar al fenómeno de las mareas, que

consisten en la bajada y subida de las aguas de los mares.

En el algún lugar donde el mar penetra en la costa, se pueden llegar a alcanzar alturas de

agua de 10 metros o más. Esta variación de alturas es de acuerdo a la localización y

características físicas del lugar, dando lugar al almacenamiento de la energía potencial. Por

otra parte, el agua al moverse da lugar a corrientes de marea, que puede hacer que el agua

se mueva a una velocidad de hasta 5 [m/s], por lo que también genera energía cinética. Por

lo tanto la energía mareomotriz está asociada a dos formas de energía de elevado grado

termodinámico, la potencial y la cinética.

Éstas, tratan principalmente de una central mareomotriz, que atrapan un flujo ascendente de

agua creado durante la pleamar, por medio de una presa construida en un lugar apropiado

de la costa. El flujo provocado por la marea se deja pasar a través de las esclusas, que se

cierran una vez que se ha alcanzado la pleamar. Cuando se recoge la marea, el nivel del

agua en las partes de afuera de la presa baja, crean un salto de agua máximo al llegar a la

bajamar. En ese instante se abren las tuberías de acceso a las turbinas, para la

transformación de energía potencial del agua embalsada en electricidad. Además se debe

considerar que se está trabajando con agua de mar como fluido, por tanto altamente

corrosivo, donde los materiales de construcción de la presa deben ser altamente resistentes.


49 | P á g i n a

Figura 19: Esquema de una central mareomotriz

En cuanto a sus posibles ventajas, entre otros países, Chile tiene un área suficiente y eficaz

para la instalación de un sistema de generación eléctrica a partir de la energía mareomotriz.

Por otra parte la energía producida en una presa mareomotriz es alta, por lo que su potencia

se puede calcular como:

Donde:

Uno de los grandes inconvenientes que presentan los esquemas mareomotrices a la hora de

considerar la viabilidad económica, es la importante inversión de capital inicial que se debe

realizar. Debido a esto se debe considerar estudios previos sobre impactos

medioambientales y el lugar de construir la presa –no menor, ya que, es estrictamente

necesario que se alcancen las alturas indicadas inicialmente-. Por otro lado se debe

considerar que los materiales ocupados para construir esta central mareomotriz deben ser

resistentes a la corrosión, por lo que aumenta aun más su costo de implementación.


50 | P á g i n a

9.2.5 Energía de Biomasa

Biomasa es toda masa viviente que existe sobre la Tierra, que constituye un sistema natural

de almacenamiento de energía, en forma de energía química. Los 173000 [TW] que llegan

de Sol a la tierra, sólo el 0,5% se convierte en materia orgánica, durante el procedo de

fotosíntesis, que equivale a 3 veces el consumo actual de energía en el mundo.

La Biomasa es una fuente de biocombustibles, que son cualquier sólido, líquido o gas que

se deriva de los materiales orgánicos que forman parte de la biomasa. Puede prevenir

directamente del reino vegetal, o indirectamente de desechos industriales, domésticos, etc.

La Biomasa presente en la biosfera procede, en su mayor parte, de la fotosíntesis de plantas

vegetales. A partir de este proceso, las plantas vegetales, partiendo de agua y dióxido de

carbono, son capaces de liberar oxígeno y de sintetizar hidratos de carbono, proteínas,

grasas, vitaminas, etc, caracterizadas por su alto contenido de energía libre. Durante el

proceso de combustible, donde reacciona el producto de la fotosíntesis o algún combustible,

con oxígeno se regenera CO2 y agua, volviendo a causar el proceso de fotosíntesis.

La velocidad de captación es CO2 por parte de las plantas, depende principalmente de la

temperatura, de la concentración de CO2 en la atmósfera y de la intensidad de la luz. El

tipo de planta, también es un factor determinarte, se puede apreciar en el siguiente gráfico:

Figura 20: Velocidad de captación de CO2 e intensidad de la luz incidente


51 | P á g i n a

Son materiales, que forman parte de la biomasa, y que reaccionan con el oxígeno,

constituyendo una fuente de energía renovable de origen solar directo.

Los materiales formados inicialmente en el proceso fotosintético pueden ser transformados

por medio de procesos químicos y biológicos para dar a lugar a biocombustibles con

mayor poder calorífico y densidad energética, como es en el caso de producción de metano,

etanol o carbón de madera.

La siguiente tabla muestra el contenido de energía aproximado de algunos biocombustibles:

Tabla 20: Contenido de energía de los biocombustible

Biocombustible Contenido de

energía (GJ/m3)

Contenido de

energía (GJ/ton)

Kg de CO2

producido por GJ de

calor liberado

Madera 15 10 77

Papel 17 9 -

Estiércol 16 4 -

Paja 14 1,4 -

Caña de Azúcar 14 10 -

Basura doméstica 9 1,5 -

Desechos

comerciales 16 Variable -

Hierba 4 3 -

Petróleo 42 34 70

Carbón 28 50 90

Gas Natural 55 0,04 50

Últimamente, se recurre a los denominados cultivos energéticos como fuente de energía, es

decir, al cultivo de plantas selectivas con finalidades específicas, ya que, se pretende tener

una mayor independencia de los combustibles fósiles, aumentando la proporción de fuente

de energía propia. Según las condiciones climáticas de los suelos disponibles, los cultivos

más comunes pueden ser madera para quemar, cultivos de semillas ricas en aceite, girasol,

etc. Es importante tener una idea de la cantidad de energía que se puede generar por

hectárea y de cómo se puede optimizar el rendimiento. Esto se encuentra determinado en

función del clima, la naturaleza del suelo, el lugar donde se encuentre, de la planta elegida

como cultivo, y del agua disponible.


52 | P á g i n a

La capacidad de almacenamiento de energía de los biocombustibles sometidos a

combustión se extiende de los aprox. 10 MJ/Kg de madera verde hasta los 40 MJ/Kg de

grasas o 55 MJ/Kg de metano.

Para un buen aprovechamiento energético de la biomasa, es necesario que exista la menor

pérdida de energía, durante su transporte, es decir el combustible debe contener una alta

densidad electrónica, como es en el caso del petróleo y gas natural.

La mayor parte de los materiales que conforman la biomasa presenta una baja densidad de

energía.

Los principales procesados para extraer energía de la biomasa son el termoquímico; con el

fin de mejorar el nivel térmico y la densidad electrónica del combustible, el bioquímico;

conversión de la biomasa por medio de procesos naturales promovidos por bacteria. Y por

último el agroquímico, donde aprovechan los residuos agrícolas para producir

biocombustible óptimo para el transporte de éste, y puede ser utilizado no solamente en el

sector agrícola.


53 | P á g i n a

La siguiente figura proporciona un esquema de los procesos mencionado para la obtención

de combustible para transporte y de alto contenido energético:

Energía Solar Oxígeno Combustible para Transporte

Fotosíntesis

Producción de

biomasa

Residuos

Procesado Termoquímico

Bioquímico

Agroquímico

Gases

Líquidos

Aceite

vegetales

Carbón

-Etanol

-Biogas

Metano

-Hidrógeno

Líquidos

Aceites

Humus orgánicos

y nutrientes

reciclados


54 | P á g i n a

10. Detección de Oportunidades

Las condiciones climáticas y geográficas, además de los costos de inversión, serán los

factores determinantes en la selección de la ERNC, para la climatización del LOU. Esto

quiere decir, que la ERNC elegida, será la más eficiente en cuanto a costo económico,

energético y por supuesto con muy bajos índices de contaminación ambiental.

Costo económico se refiere al gasto total de dinero utilizado para la instalación de un

sistema completo de climatización con ERNC. En términos prácticos, es el dinero

invertido (compra de equipos, instalación, etc.), el dinero requerido para la mantención

del sistema, y el gasto monetario del consumo eléctrico desde el sistema interconectado

de electricidad (en caso, fuera necesario).

El costo energético actuará como un medidor de la cantidad de energía requerida para

el proceso de climatizado. Es vital que la energía requerida para climatizar el LOU, sea

lo más dependiente posible del aprovechamiento de la energía renovable escogida.

Además, se evaluará con gran detalle, el impacto ambiental, de tal manera de ofrecer un

servicio rentable, pero a la vez, limpio.

Consideraremos como oportunidades, la utilización de 5 ERNC: energía geotérmica,

energía eólica, energía solar, energía de la biomasa, y energía mareomotriz.

Los factores para la selección de oportunidades, serán de acuerdo al tipo de energía

renovable, ya que la eficiencia de cada una de ellas, depende de distintas características.

El terreno donde se encuentra ubicado el LOU, es altamente limitado, es decir, una

expansión en su tamaño, es prácticamente imposible. Por lo tanto, la instalación de una

planta mareomotriz, de una planta de generación de energía a partir de la biomasa, o

una planta eólica, es muy difícil de costear, pues comprometería espacios ajenos al

LOU.

En tanto para la utilización de energía geotérmica, se tendría que hacer una evaluación

de suelo para determinar si el subsuelo (a una profundidad determinada), será lo

altamente eficiente como para entregar la energía necesaria para la climatización.

Para el caso, de la energía solar, se tendrá que evaluar la irradiación en el sector, para

determinar la cantidad de equipos solares necesarios para que cumpla con los requisitos

energéticos, para luego determinar la viabilidad económica, de acuerdo al tipo de

equipo solar escogido.


55 | P á g i n a

11. Análisis de Oportunidades

En el proceso de planificación estratégica para la elección de la energía renovable, se

utilizará una herramienta de análisis para obtener información que permita tomar decisiones

acertadas al trazar la trayectoria futura en la construcción del proyecto. Una de las

herramientas más utilizadas, por su sencillez y gran utilidad, es el análisis FODA.

FODA es una sigla que resume cuatro conceptos: fortalezas, oportunidades, debilidades y

amenazas. Los criterios para ubicar un dato o hecho en una de estas cuatro categorías son

básicamente dos: Si son internos a la organización (relacionados con las fortalezas y

debilidades), Si son inconvenientes externos para la organización (relacionados con las

oportunidades y amenazas).

Entonces, se dará curso al análisis para cada una de las cinco fuentes de energías renovables

propuestas en este proyecto: energía eólica, energía geotérmica, energía mareomotriz y por

último la energía de la biomasa. Los resultados obtenidos en este análisis entregará una

mejor visión para la elección definitiva de la fuente de energía utilizar.

Análisis de energía solar

El análisis de esta fuente energética abarcará las dos formas de obtención de beneficios a

través del sol: colectores solares y paneles fotovoltaicos.

Fortalezas:

1) Es una energía que se alimenta del sol, un bien libre y gratuito.

2) La instalación de los paneles no implica un trabajo detallado.

3) Existen varios tipos de paneles, separándose por peso, grosor y eficiencia,

adaptándose a la inversión del consumidor.

4) Se evitan todos los impactos asociados a los combustibles fósiles.

Debilidades:

1) Por las necesidades de cada consumidor, la energía captada va a ser proporcional al

área de los paneles, por tanto si se quiere mucha electricidad, se necesitaran más

paneles fotovoltaicos.

2) La energía eléctrica proporcionada por los paneles es baja debido a diversos

factores de las características del panel.

3) La orientación de los paneles no siempre será la óptima para captar todo el rayo

solar.


56 | P á g i n a

4) La limpieza de los paneles pueden afectar al rendimiento.

Oportunidades:

1) En la actualidad se siguen desarrollando tecnología que apunte a mayor eficiencia y

rendimiento, llegando hasta sobre el 30%.

2) Es una energía garantizada para los próximos 6000 millones de años.

3) Las leyes actuales promueven el uso de esta energía.

Amenazas:

1) La utilización de esta energía, está ligada al factor climático, si habrá un clima

soleado o nubosidad.

2) La implementación de estos paneles para la alimentación del LOU requerirá de una

gran área, lo que es desfavorable por que no existe un gran espacio físico.

3) La implementación de muchos paneles solares implica una inversión millonaria.

4) En chile este modelo no ha sido de mucha masividad.

Análisis de la energía eólica

Fortalezas:

1) Es una energía limpia que se basta del aire, un bien libre y gratuito.

2) Existen modelos que se adaptan a la dirección del viento.

Debilidades:

1) El espacio físico necesario para la instalación de una central eólica requiere de una

área grande.

2) El ruido producido por los aerogeneradores puede causar molestias.

3) La instalación de una fuente de energía eólica requiere de una elevada inversión

para el uso requerido en la climatización.

Oportunidades:

1) A nivel mundial, el uso de la energía eólica ha crecido aceleradamente.

2) Estudios indican que la energía eólica sumara más de 1.000.000 MW instalados.

Amenazas

1) Tramitar permisos sectoriales en el ámbito legal, puede ser muy engorroso.

2) El factor climático puede ser desfavorable, ya que el viento no es una fuente

continua.

3) La instalación de un parque puede producir un impacto ambiental ligado a lo físico,

biológico y social.


57 | P á g i n a

Análisis de la energía geotérmica

Fortalezas:

1) Es una energía limpia y gratuita.

2) Es capaz de transformar la energía asociada a la transmisión de calor en energía

eléctrica, con una gran eficiencia.

3) Según el potencial geotérmico que se encuentre en la superficie explotada se pueden

dar diferentes opciones para ocupar este recurso natural.

4) Usando la metodología del flujo de calor, se estima que flujos a más de 150ºC, hasta

3 Km de profundidad, el potencial es de 16000 MW para 50 años, por tanto se

concluye que es una buena fuente energética natural.

5) El área requerida para la instalación de una planta geotérmica es reducido

comparado con las otras ERNC, suponiendo que no existe un espacio físico grande

en la universidad.

6) La energía producida es continua, no así la energía eólica y la energía solar.

7) En cuanto a la contaminación atmosférica, es importante señalar que no emite

óxidos de nitrógeno, ni óxidos de azufre.

Debilidades:

1) Implementar una planta de geotérmica es una inversión de elevado costo.

Oportunidades:

1) Chile es un país con altos recursos naturales en materia de geotermia, gracias a a la

gran cantidad de volcanes en su territorio.

2) Actualmente se encuentra en desarrollo la operación de un subsidio para el uso de

energías geotérmicas en chile.

3) La comisión nacional de energía y CORFO han impulsado a crear un subsidio

contingente, donde el estado comparte el riesgo de falla en la exploración de

recursos geotérmicos.

4) Control de las emisiones de CO2 producida por la planta geotérmica

Amenazas:

1) Dado el suelo en que se encuentra la universidad, será necesario hacer pozos para

verificar si esta alternativa es viable, conllevando un alto costo monetario.

2) Las condiciones de suelo del lugar, pueden jugar un rol importante, ya que al

momento de perforar se puede encontrar con rocas que tienen mucha sílice, y la

perforación podría tomar más tiempo.


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Análisis de la energía mareomotriz.

Fortalezas:

1) Energía libre y limpia.

Debilidades:

1) La instalación de una presa mareomotriz es de un elevado costo monetario.

2) El funcionamiento de una central mareomotriz requiere de un personal, lo que

implica un costo asociado.

3) En el caso de la instalación de una planta mareomotriz para el funcionamiento de la

climatización del LOU, esta sería algo engorrosa, ya que la central no se encontraría

en las dependencias de la universidad, y en casos de fallas se debería acudir a la

planta.

Oportunidades:

Amenazas:

1) Dependerá del clima, ya que esta relacionado directamente con el nivel e intensidad

de las olas.

2) La construcción de una presa mareomotriz dependerá de la configuración geográfica

de la costa, que no siempre acompañara en la implementación.

Análisis de la energía de biomasa

Fortalezas:

1) Energía limpia y ecológica.

2) Baja emisión de gases de combustión.

3) Otra posibilidad de usar la biomasa es para obtener biogás. El biogás ocupa como

material restos orgánicos residuos de cosecha y materiales que puedan

descomponerse, esta es una buena alternativa para la reutilización de la basura.

Debilidades:

1) Son necesarios grandes terrenos para el cultivo energético para poder ser utilizados

como biomasa.

2) En el proceso de la biomasa, el rendimiento es de un 30 a un 40% debido a que el

resto de la energía se pierde en el proceso de la preparación del combustible.

3) Para instalaciones de una planta de biomasa de baja potencia, se necesita un elevado

número de personal.

4) Tiene un mayor costo de producción frente a la energía que proviene de los

combustibles fósiles.


59 | P á g i n a

Oportunidades:

1) La tecnología aplicada a la biomasa está teniendo un fuerte desarrollo, la

investigación se está centrando en como aumentar el rendimiento energético y

posibilitar otras aplicaciones para este biocombustible.

Amenazas:

1) En la universidad no existe un área extensa para la producción de cultivos

energéticos.

2) La producción de cultivos dependerá del periodo estacional, lo que puede afectar la

continuidad del servicio.

3) Si no se requiere de un espacio en la universidad para el cultivo energético, se

requerirá traer la materia energética de otros lugares, lo que implicara un gasto extra

en el transporte.


60 | P á g i n a

Análisis con matriz FODA para cada una de las ERNC

Figura 21: Matriz para la energía solar.

.

Figura 22: Matriz para la energía eólica


61 | P á g i n a

Figura 23: Matriz para energía geotérmica

Figura 24: Matriz para la energía de biomasa.


62 | P á g i n a

Figura 25: Matriz energía mareomotriz.

Observaciones:

Se puede apreciar que para las energías: mareomotriz, biomasa y eólica presentan una

tendencia a las debilidades y amenazas, dan una visión crítica para el uso de estas fuentes

energéticas, concluyendo que para este proyecto no serian la mejor opción de acuerdo a las

características mencionadas por el análisis FODA, por tanto serán descartadas.

En el caso de la e energía solar, esta presenta un tendencia de equilibrio entre las fortalezas

y oportunidades, debilidades y amenaza, siendo este criterio posiblemente viable y no

descartándose al momento de la elección. Sin embargo, para producir la energía eléctrica

necesaria y alimentar los climatizadores, el requerimiento de paneles estaría limitado por el

espacio para físico para su implementación.

Finalmente para el caso de la energía geotérmica presenta un fuerte incremento a las

fortalezas y las posibles oportunidades. Centrándose en las debilidades y amenazas que se

presentan estas, se podrían corregir o buscar mejoras y correcciones para su utilización.

Finalmente se concluye que la energía geotérmica es la alternativa más factible y se da

paso a la siguiente fase de diseño. Vale destacar que la energía solar aún es una alternativa

posible.


63 | P á g i n a

12. Selección de Oportunidades

A partir de los resultados obtenidos en el análisis FODA, sólo la Energía Geotérmica se

indicó como la propuesta más favorable para acondicionar el LOU, por lo cual, todos

nuestros análisis, investigación y estudio se realizarán en base a esta energía.

Vale mencionar, que dentro de las demás propuestas menos favorables, se seleccionó la

Energía Solar y se demostrará por qué su implementación es difícil de lograr.

12.1 Energía Solar

La posible propuesta para este tipo de energía consiste en la instalación de paneles solares

en la techumbre del LOU, por lo cual se encuentra limitada por la superficie disponible.

Según información entregada por el académico Rafael Bolocco Miranda1, se necesita 1m

2

de paneles solares por obtener 100 W de energía, así mismo, para obtener 1Kw de energía

eléctrica se necesitarán 10 paneles solares.

Entonces, tomando en consideración lo anterior, se determinó el número de paneles solares

necesarios para cumplir con el actual requerimiento energético del LOU, pudiendo de esta

manera reemplazar la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de los 16

acondicionadores presentes por la entregada por estos paneles.

De esta forma, se tiene:

Panel Solar:

1 panel solar = 1 m2 de área requerida.

1 panel solar = 100 W de energía entregada.

Paneles Solares en el LOU:

23.672 W = energía requerida = 237 paneles solares.

237 paneles solares = 237 m2 de área requerida.

Ahora bien, el área disponible en la techumbre es de aproximadamente de 379,69 m2,

donde tal valor fue obtenido a partir de la estimación de los planos entregados por don

Oscar Vargas, encargado del LOU, y cuyas imágenes fueron incluidas de forma cualitativa

en la sección 7, imagen número 3.

1 Profesor Encargado y miembro de el Laboratorio de Energía Solar en la Sede de Viña del Mar de la

Universidad Técnica Federico Santa María desde el año 1977, especialista en el área de energías renovables y

Medio Ambiente (energía solar aplicada).


64 | P á g i n a

De esta forma se tiene:

Indicaciones Plano:

1,2 cm del plano = 3 m reales

Área disponible:

8,1 x 7,5 cm2 = 20,25 x 18,75 m

2 = 379,69 m

2

De esta forma se da a entender que es posible instalar los 273 paneles solares, pero se debe

considerar que es el mejor de los casos, donde los paneles estuviesen funcionando en su

máxima de capacidad y que la energía solar recibida es la óptima. Pero además es necesario

considerar que se desea que los equipos estén funcionado durante las nueve horas que dura

la jornada laboral en los cinco días de la semana, donde es posible que las condiciones

climáticas se modifiquen constantemente.

Es por esto, que un sistema solar no puede funcionar por sí solo, es decir, que para

aprovechar la energía del sol se necesita de energía eléctrica para mantener las condiciones

de operación, junto con los equipos necesarios para almacenar energía.

Las condiciones climáticas de la quinta región zona costera no son las óptimas,

considerando que se mantiene nubosidad parcial prácticamente durante todo el año, por lo

que no se alcanzaría la radiación necesaria para el funcionamiento de los paneles.

Se concluye que la propuesta no sería viable.

12.2. Energía Geotérmica:

Corresponde a la energía con el mayor número de oportunidades y ventajas para la

implementación de una buena propuesta.

La utilización de esta ERNC consistirá en instalar una sonda geotérmica para aprovechar la

energía de la tierra a una profundidad de 20 m, obteniéndose agua a una temperatura

mucho menor a la temperatura ambiente, aproximadamente 12°C1. Sólo será posible

utilizar este resultado de la geotermia, ya que, no corresponde a nuestros conocimientos la

instalación de la sonda.

La forma en que se abordará este tipo de energía, será de manera análoga a la energía solar

que utilizan los paneles, pero en este caso con la utilización de una bomba de calor, con la

ventaja que la sonda no cambia sus condiciones de acuerdo a la época del año, sino que es

posible obtener siempre una temperatura constante.

1 Información obtenida a partir de la memoria: “Prefactibilidad técnica del uso de geotermia superficial en el

Hospital Gustavo Fricke”.


65 | P á g i n a

Según lo dicho anteriormente, ésta se utilizará como fuente de energía para hacer funcionar

a la bomba de calor, la cual es capaz de calentar o enfriar agua en los ciclos de calefacción

o enfriamiento en los sistemas de acondicionamiento, respectivamente. Pero además,

necesitamos determinar el funcionamiento de esta bomba, conociendo sus equipos y

servicios.

Finalmente, es importante mencionar que la forma en que se entregará la energía necesaria

para enfriar o calentar las oficinas y laboratorios del LOU, será a través del suelo radiante,

el cual utiliza agua como servicio, siendo calentada o enfriada en la bomba de calor.

La siguiente imagen muestra una perspectiva de nuestra propuesta al implementar la

energía geotérmica en el LOU.

Figura 26: Dibujo de LOU con proyecto


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13. Descripción del Proceso

El sistema que se utilizará para la calefacción de las oficinas de profesores y laboratorios

del LOU será por medio del concepto conocido como “Suelo Radiante”, correspondiendo a

un proceso de transferencia de calor entre el flujo de aire de las habitaciones y la corriente

de agua proveniente desde una bomba de calor, la cual utiliza como principal fuente de

energía la energía geotérmica, correspondiente a aprovechar las bondades que nos entrega

la Tierra.

Varios de los criterios considerados, fueron a partir de la memoria: “Pre factibilidad

Técnica del uso de Geotermia superficial en el Hospital Gustavo Fricke” (GV.).

El proceso en general consta de cuatro etapas principales de transferencia de calor, las

cuales se describen a priori en el siguiente esquema (para el caso de la calefacción):

Figura 27: Esquema general de los sectores de transferencia de calor

Como es posible observar en la imagen, se distinguen claramente las cuatro zonas de

transferencia de calor a considerar para la realización de este proyecto, las cuales se

encuentran directamente relacionadas entre sí, ya que, en su conjunto nos permitirán

determinar cada una de las características que deben poseer los flujos y temperaturas de las


67 | P á g i n a

corrientes de servicio y producto. Se destaca la presencia de la bomba de calor, la cual

incluye dos de las cuatros zonas a considerar. Estas se detallan de manera general en la

siguiente tabla (considerando la calefacción):

Tabla 21: Principales características del sistema de calefacción

N° Zona Nombre Zona Corriente

Servicio

Corriente

Producto Características Generales

1 Sonda

Geotérmica Suelo Agua

En esta zona, el suelo al estar

a menor temperatura, enfría

la corriente de agua

proveniente de la matriz.

2 Evaporador Agua Refrigerante

El agua permite aumentar la

temperatura del refrigerante

antes de que ingrese al

compresor (opera sólo con

gases y vapores).

3 Condensador Refrigerante Agua

El refrigerante alcanza

elevadas temperaturas a la

salida del compresor,

permitiendo transferir

grandes cantidades de

energía al agua.

4 Suelo Radiante Agua Aire

El agua al encontrarse a altas

temperaturas, permite

transferir energía a las

habitaciones que se desea

calefaccionar de acuerdo a

los flujos de aire.

A continuación se especificará cada una de las zonas mencionadas y determinará los

factores claves a considerar para la transferencia de calor, de acuerdo a las especificaciones

técnicas entregadas por la línea base.

Sonda Geotérmica:

Como bien se determinó en la sección de detección de oportunidades, la energía geotérmica

es una de las energías renovables más prometedoras, permitiendo disminuir

considerablemente la contaminación ambiental (no trabaja con la combustión, por tanto, no

hay emanaciones de gases contaminantes ni tóxicos), pero por sobre todo una alta eficiencia

energética y de bajo consumo eléctrico. Un ejemplo de ello corresponde al Colegio Alemán


68 | P á g i n a

de Puerto Varas (Chile), donde calefaccionan sus salas de clases y piscina con esta energía,

donde se permitió disminuir los costos de mantención desde un valor de $4.000.000 a

$600.000 al mes, significando un 85% menos de costo de mantención.

Tales condiciones mencionadas son posibles llevarlas a cabo a través de las características

que presentan las diferentes capas de la tierra. Para nuestro caso, consideraremos la

denominada geotermia de baja o muy baja temperatura, ya que, a través de estas es posible

calefaccionar a través de una bomba de calor, siendo la fuente de energía más eficiente y

más barata en cuanto a calefacción y refrigeración de ambientes. Se considera a la Tierra

como un depósito térmico, manteniendo su temperatura constante entre 10-18°C durante

todo el año, siendo capaz de actuar como fuente de calor en los meses fríos y capaz de

recibir calor en los meses más calurosos.

Tales condiciones se deben a que la superficie intercambia calor con la atmósfera y sufre

variaciones diarias de temperatura hasta una profundidad de 0,5 [m]. Luego, tales

variaciones son imperceptibles hasta 10 [m] de profundidad, donde el flujo de aguas

subterráneas es mínimo por lo que la tierra es capaz de almacenar energía, y a los 15 [m] la

temperatura ya permanece constante. Es importante destacar que luego de los 20 [m] de

profundidad la temperatura aumenta a razón de 3°C por cada 100 metros, considerándose

geotermia de muy baja temperatura hasta los 500 [m] de profundidad alcanzando una

temperatura entre 25-30°C.

Además se presentan dos características importantes que no presentan los demás tipos de

geotermia, como la baja profundidad a la que opera, permitiendo su implementación en

cualquier terreno habitado próximo a la superficie, además que necesita forzadamente la

implementación de bombas de calor. Ambas características, hacen que se convierta en el

mejor recurso para adaptar las necesidades de acondicionamiento de viviendas y edificios.

Lo anterior mencionado se ejemplifica en el siguiente gráfico, el cual muestra las

fluctuaciones de la temperatura para las diferentes épocas del año, donde a una profundidad

de 10-30 [m] la temperatura permanece constante en cualquier época.


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Figura 28: Temperaturas épocas del año v/s metros de profundidad

Dadas estas especificaciones, consideraremos una profundidad de 20 [m] donde la

temperatura se mantendrá constante, y existirá un intercambio de energía entre el suelo y el

agua que circula por las tuberías. De esta forma, el agua que se encontrará a temperatura

ambiente al introducirse bajo nivel de suelo, comenzará a ceder calor a este, disminuyendo

su temperatura, pero al ser un depósito muy grande el suelo, el calor será casi imperceptible

que seguirá manteniendo su temperatura constante. Luego, una vez que el agua vuelva a

salir a superficie, se espera que alcance una temperatura de 12°C1 para ingresar finalmente

a la bomba de calor.

Pero, es importante considerar el tipo de suelo donde se va a realizar la excavación, ya que,

muchas de las características de este permitirán una mayor o menor transferencia de calor.

Para nuestro caso, según lo indican las condiciones de suelo de la quinta región, el Cerro

Placeres presenta condiciones de suelo rocoso, lo cual hace que las condiciones de

excavación sean más complejas y costosas. Pero esto no deja de ser menos importante, ya

que, al ser un suelo de este tipo, se disminuye la porosidad haciendo que la conductividad

térmica sea más alta. A partir de esto, al existir una buena conductividad, permite que la

transferencia de calor sea mejor y mayor, por lo que con mayor razón es posible considerar

que la temperatura del suelo a cierto nivel a considerar se mantiene constante.


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Bomba de Calor:

Una bomba de calor es una maquina térmica, que puede transferir energía en forma de calor

de un ambiente a otro, según los requerimientos del sistema. La transferencia calor se

produce por una diferencia de temperatura, ya sea, entre el fluido de proceso que recorre el

piso radiante y el ambiente, o en el proceso que ocurre en el condensador y en el

evaporador. Se distinguen cuatro equipos que componen la bomba de calor, estas son: el

compresor, el condensador, descompresor y finalmente el evaporador.

A continuación se muestra de forma clara el esquema de la bomba de calor, conectado a

tierra y el suelo radiante. Las líneas de color verde, indican que el fluido que circula por la

bomba de calor es el refrigerante.

12°C1: Fuente: Memoria GV.

TIERRA

Co

nd

ensad

or

Ev

apo

rado

r

Compresor

Suelo Radiante

Válvula

AguaAgua

Refrigerante

V-1

P-12P-13

Figura 29: Esquema Proceso


71 | P á g i n a

13.1 Descripción del proceso de “calefacción” a través de suelo radiante.

El fluido o termofluido1 –refrigerante según lo que se indicó en el esquema- de proceso entra

al evaporador en estado líquido, y se produce una transferencia de calor. En esta parte del

proceso entra en juego la energía obtenida a través de la geotermia, ya que, es en este punto

donde se hace circular un fluido externo a la bomba de calor (siendo en nuestro caso el agua)

que va hacia la profundidad de la tierra, la cual se encuentra a temperaturas más bajas que el

ambiente. El fluido recibe el calor entregado por el subsuelo aumentando su temperatura, y

luego lo lleva hasta el evaporador, el cual se encarga de transferirle suficiente calor para

lograr evaporar el fluido, aumentando su temperatura considerablemente.

Posteriormente el refrigerante en estado de vapor ingresa al compresor (las condiciones de

operación del compresor, indican estrictamente que se debe trabajar con fluidos en estado de

vapor o gas), el cual necesita de energía eléctrica para poder comprimir el vapor, y así

aumentar su presión y por ende también su temperatura. Es necesario aumentar aún más la

temperatura en este equipo, ya que, se deben de cumplir ciertos requerimientos energéticos

indicados en la línea base, especialmente, temperatura óptima en las habitaciones a

calefaccionar.

Luego de pasar por el compresor el fluido entra al condensador, siendo el equipo encargado

de ceder el calor suficiente ganado por el refrigerante, por tanto el agua de calefacción

aumenta su temperatura, pasando a circular por el suelo radiante, entregando a la habitación

el calor recibido anteriormente.

Una vez que el refrigerante ha salido del condensador, cambia de fase a estado líquido,

bajando así su temperatura prácticamente cercana a la del agua de calefacción, para

finalmente entrar a la válvula de expansión, donde el líquido baja su presión y también su

temperatura.

De esta forma se cumple el ciclo de calefacción, volviendo a ingresar el fluido al evaporador,

a una temperatura inferior a la temperatura entregada por el calor ambiental.

La siguiente figura muestra de manera cualitativa el proceso en la bomba de calor, indicando

loas cambios de presión, temperatura y entalpía.

Termofluido1: fluido capaz de ceder o entregar calor, de acuerdo a los requerimientos que posea.


72 | P á g i n a

Figura 30: Diagrama cualitativo de la bomba de calor.

13.2 Descripción del proceso de “refrigeración” a través de suelo radiante.

El proceso de refrigeración es similar al proceso de calefacción, pero opera en el sentido

inverso, ya que, en vez de calentar la habitación, este la debe enfriar. Para esto el fluido que

recorre al suelo radiante debe estar a una menor temperatura para ser capaz de recibir el

calor desde el cada habitación, aumentando su temperatura y permitiendo que el ambiente

alcance una temperatura mucho más agradable en épocas de verano, por ejemplo.

Entonces para el ciclo de refrigeración, la dirección que seguirá el refrigerante será

primero por el condensador y luego por el evaporador, por lo que ambos equipos

considerarán diferentes corrientes de servicio y producto, donde en el caso del condensador,

el refrigerante será considerado como producto al recibir el calor del agua de calefacción,

permitiendo que esta se enfríe. De esta forma es posible decir que el evaporador actuará

como el condensador, y viceversa.

Al igual que el caso anterior, la siguiente figura muestra de manera cualitativa el proceso de

refrigeración en la bomba de calor.


73 | P á g i n a

Figura 31: Diagrama cualitativo de la bomba de calor.

Es importante considerar los aspectos de operación de ambos equipos principales que hace

posible la transferencia de calor, el evaporador y el condensador. Según lo que podemos ver

en ambas figuras, podríamos caer en el error que ambos ciclos de refrigeración y

calefacción son los mismos, ya que, se obtienen las mismas diferencias de presión y

entalpía, pero la gran diferencia está en el orden que ocurren ambos procesos.


74 | P á g i n a

14. Diseño

Como se ha mencionado anteriormente, necesitamos acondicionar el LOU por medio del

suelo radiante con energía geotérmica, utilizando como nexo una bomba de calor. Por lo

tanto, de acuerdo con las condiciones de operación determinadas en la línea base, se

diseñará el suelo radiante y el equipo principal de la bomba de calor, el condensador.

A continuación se esquematiza de forma clara el procedimiento a realizar para la obtención

del diseño del equipo principal.

Este esquema representa que se necesitará diseñar en orden descendiente cada uno de los

equipos mencionados, para obtener finalmente el diseño del condensador.

14.1 Refrigerantes:

Con el protocolo Kioto ratificado en 2005, se señaló que los refrigerantes HFC’s1

como

gases del efecto invernadero, pero aún mucho menos contaminantes que los CFC’s2 que

fueron eliminados del mercado por su alta toxicidad desde 1990. Ambas fueron

consideradas como alternativas de refrigeración en la industria, pero con el tiempo se

fueron eliminando del mercado, dado su elevada taza de contaminación. Es por esto, que en

la actualidad se utilizan los refrigerantes de hidrocarburos como potenciales refrigerantes,

ya que, son amigables para el medio ambiente, al ser naturales, no tóxicos al ser humano y

no dañar la capa de ozono.

HFC’s1: refrigerantes hidrofluorcarbonos.

CFC’s2: refrigerantes clorofluorocarbonos.


75 | P á g i n a

Estos son obtenidos del gas natural y la destilación de crudos, teniendo como principales

características: seguros, alta eficiencia, reducen la energía utilizada en sistemas de

acondicionamiento, rentables al poseer bajo costo de operación, los cuales poseen la

clasificación A3, que corresponde a ser altamente inflamable pero no tóxicos.

A continuación se presenta una tabla que indica los principales refrigerantes utilizados en

conjunto con su nivel contaminante, donde PAO corresponde al potencial agotamiento de la

capa de ozono, y PCA potencial calentamiento atmosférico, donde, mientras menor sean los

valores de estos indicadores, menor grado de contaminación de los refrigerantes.

Tabla 22: Propiedades de gases refrigerantes1

N°

Refrigerante Nombre Químico

Tiempo de

vida en la

atmósfera

[Años]

PAO PCA

R11 Triclorolfuorometano 50 1 3800

R12 Diclorodifluorometano 102 1 8100

R22 Clorodifluorometano 12.1 0,055 1500

R134a 1,1,1,2-

tetrafluorometano 14.6 0 1300

R290 Propano <1 hora 0 0

R600 Butano <1 hora 0 0

R717 Amoniaco N/A 0 0

R744 Dióxido de Carbono N/A 0 1

El volumen de hidrocarburos a utilizar varía de acuerdo al uso dado en la calefacción, lo

cual se ejemplifica en la siguiente tabla:

1 Información obtenida del proyecto de Ingeniería Química “Refrigerantes hidrocarburos como alternativa

para los sistemas de refrigeración.


76 | P á g i n a

Tabla 23: Carga de refrigerante hidrocarburo1

Categoría Ejemplos

A

(Doméstica/Pública) Hospitales, escuelas, hoteles

<1.5 kg para sistemas

sellados.

<5.0 kg cuartos de

maquinarias, sistemas

indirectos de aire libre.

B

(Comercio/Áreas Privadas) Oficinas, locales públicos

<2.5 kg sistemas sellados.

<10 kg espacios ocupados

por personas.

<10 kg cuartos de

maquinarias, sistemas

indirectos de aire libre.

C

(Industria/Áreas

Restringidas)

Supermercados, tiendas frías

<25 kg a altas presiones,

para sistemas de

maquinarias.

De este modo cuando se diseñan bombas de calor o sistemas de aires acondicionados con

refrigerantes inflamables, se deben de tomar precauciones de seguridad para garantizar la

seguridad de operación y mantenimiento.

Una vez conocidos ciertos aspectos generales de los gases refrigerantes, podemos realizar

la selección de este, la cual correspondió al refrigerante “R-417a”, una mezcla no

azeotrópica ternaria, compuesta por: R-125, R-134a y R-600, en remplazo del refrigerante

R-22, al ser menos contaminantes y presentar una mayor eficiencia.

Su composición se determina de la siguiente manera:

Figura 32: Composición química R-417A

1

1 Información obtenida del proyecto de Ingeniería Química “Refrigerantes hidrocarburos como alternativa

para los sistemas de refrigeración.


77 | P á g i n a

Posee las siguientes características y ventajas:

Sustitución sencilla, rápida y económica.

No perjudicial para la capa de ozono.

No es necesario un cambio de lubricante.

Permite prolongar la vida útil de lo equipos existes.

La siguiente imagen muestra las propiedades físicas del refrigerante R-417a en

comparación con el R-22, ya que, tal mezcla fue creada a partir de ese refrigerante, por lo

que tienes presiones y rendimientos son similares:

Figura 33: Propiedades físicas del refrigerante R417A

Ahora bien, de acuerdo a la imagen presentada sobre las propiedades físicas, podemos decir

que dos de ellas fueron claves para tal elección, estas son: la temperatura crítica y

capacidad calorífica.

Por medio de la línea base y las especificaciones de la bomba de calor seleccionada, se

determinó que el agua de salida de la bomba de calor para la calefacción debía ser superior

a los 40° (memoria GV.). Dadas estas condiciones, se debía tener un refrigerante que

alcanzara una temperatura muy superior a dicha temperatura, además que tuviese una

capacidad calorífica baja (a menor capacidad calorífica, menor es la energía que debo

entregarle al fluido para que aumente su temperatura en un grado), por que, al ser un fluido

inflamable, se debe poseer una carga máxima para evitar eventuales accidentes.


78 | P á g i n a

Es así que el refrigerante seleccionado fue el R-417a, considerándolo una opción eficiente y

amigable con el medio ambiente.

Antes de abordar el diseño del condensador que posee la bomba de calor, la cual

utilizaremos para calefaccionar las habitaciones del LOU. Se necesita diseñar el suelo

radiante, ya que es de este donde obtendremos nuestro flujo de servicio, el agua.

Para el diseño del suelo radiante se consideró la información entregada en la memoria GV.,

de donde se obtuvo la temperatura inicial del agua que circula por el piso, la cual se utilizó

para efectuar los diferentes cálculos necesarios que se tomarán en cuenta al momento de

realizar el diseño del condensador y los balances de energía y materia para, los cuales

seguirán un orden específico e invariable, para determinar cada flujo, presión y

temperatura, en los sectores de transferencia de calor señalados.

14.2 Suelo radiante:

El suelo radiante es un sistema de calefacción, por medio de distribución de calor. En este

caso, la fuente de calor vendrá dada por la energía geotérmica que se obtendrá a partir de la

perforación de suelo.

Este concepto de suelo radiante trata fundamentalmente de conductos o resistencias que van

instaladas por debajo del piso de la habitación, distribuyéndose y cubriendo la mayor área

de la sala. Por el interior de las tuberías de suelo circula el termo fluido, que en este caso es

agua previamente calentada en un condensador que es parte de la bomba de calor del

sistema de calefacción. Las diferencias de temperaturas entre el agua que circula por el piso

radiante y la del ambiente hacen que se produzca un gradiente de temperatura, exista una

transferencia de calor hacia la habitación, y por ende la habitación se climatice.

14.2.1 Características:

Las principales características para calefacción o refrigeración por suelo radiante, van a

estar dada por la cantidad de calor transmitida por radiación, estas son:

1.- La distancia entre suelo y persona.

2.- La elección del fluido que recorra las resistencias del piso radiante, en este caso se ha

elegido el agua.


79 | P á g i n a

3.- Diferencia de temperaturas de parámetros como el de impulsión y retorno del fluido del

agua que circula por el suelo radiante. La temperatura óptima para la impulsión de agua a

través del suelo debe ser alrededor de los 42°C, y la temperatura de retorno debe ser de más

o menos 34°C. Otro factor a considerar será la temperatura que tenga el suelo.

4.- Factores asociados al ambiente y entorno; esto se refiere a la forma de distribución de la

habitación, dependiendo la ubicación de la ventana hacia el exterior, y si esta capta energía

solar. Con respecto al entorno estará unido al número de personas que habiten la sala

regularmente, ya que esto influirá en la temperatura ambiente que tenga la sala.

5.- Material de los tubos, se recomienda que sea de polietileno reticulado (EVAL PEX)

14.2.2 Ventajas:

Estética: No existen aparatos de calefacción dentro de la habitación, optimizando el espacio

físico del lugar.

Salud: La ventaja que tienen los suelos radiantes es que aseguran un ambiente sano y

limpio, sin acumulación de polvos, sin turbulencias de aire, y sin resecar el ambiente.

Bajo mantenimiento: Estará asociado al material de fabricación de los tubos, que permitirán

que no se averíen ni exista corrosión.

14.2.3 Diseño:

Para el diseño del suelo radiante se consideró la información entregada en una memoria que

trata sobre la calefacción del Hospital Gustavo Fricke, de donde se obtuvo la temperatura

inicial del agua que circula por el piso, esto se utilizó para efectuar los diferentes cálculos

necesarios que se tomarán en cuenta al momento de realizar el diseño del condensador.

Lo primero que consideramos para los balances de energía es el calor requerido para

calefaccionar las oficinas, la sala de reunión y los laboratorios. Este se calculó según lo

siguiente:

De un presupuesto recibido por la empresa Elementos as calefactores para la instalación de

suelo radiante se consideró:


80 | P á g i n a

La información presentada en el Anexo ¨As Calefactores¨, es según las especificaciones

presentadas en el LOU. Es decir, considerando la necesidad de elevar la Temperatura media

del LOU (registrada con una cámara termográfica en distintos sectores al interior de éste)

hasta una temperatura de 23°C, y considerando las características del piso. (Cerámica,

cemento). Con estos datos se consiguió el calor requerido, mediante los siguientes pasos:


81 | P á g i n a

Por lo tanto:

Ahora para saber el flujo de aire se consideraron las siguientes temperaturas:

Donde:


82 | P á g i n a

La temperatura de 15[°C] se calculó aumentando 1,3 [°C] a la temperatura de pared

promedio del LOU, medidas con la cámara termográfica. Por otro lado la temperatura de

23[°C] es la temperatura óptima que se debe tener en una oficina o en un laboratorio.

Una vez que se tiene el calor requerido y las temperaturas, podemos saber el flujo de aire,

según el siguiente balance de energía.

Estos valores nos servirán para el balance de energía del agua, el cual es la corriente de

servicio del suelo radiante y al mismo tiempo es la corriente de producto del condensador.

Una vez que sabemos el calor requerido para calefaccionar las habitaciones, buscamos un

modelo de bomba de calor que satisfaga estas condiciones.


83 | P á g i n a

14.3 Selección de la Bomba de Calor

Para el sistema de climatización, se debe escoger una bomba de calor que cumpla con los

requerimientos necesarios para transferir o absorber el calor entre la loza radiante y el

interior del LOU. Las características principales de una bomba calor, es el refrigerante

utilizado, pues proporciona las condiciones de operaciones del servicio, y también la

selección de equipos, como compresores que modificarán la presión y temperatura del

refrigerante escogido. Este último debe cumplir con las condiciones óptimas de operación,

es decir, la temperatura de descarga del compresor (temperatura más alta alcanzada dentro

de la bomba), no debe exceder su temperatura crítica, ya que bajo esa situación, el

comportamiento volumétrico del refrigerante es confuso, y no es indicador fiable de una

operación óptima en el condensador y en el evaporador.

Además, otra información calificada por las características de la bomba de calor

seleccionada es la tasa de flujo del circuito de calefacción, la cual es un parámetro

importante para lograr un diseño específico en el condensador utilizado para la calefacción,

Referente a lo señalado anteriormente, se escogió una bomba calor de modelo WW-92C

Agua –Agua, con las siguientes especificaciones:

Figura 34: Bomba de calor seleccionada.


84 | P á g i n a

Figura 35: Especificaciones técnicas de cuatro bombas de calor1

De acuerdo a tabla de especificaciones técnicas, la bomba seleccionada que cumple con las

condiciones del diseño del suelo radiante es:

1Información obtenida de la página: http://www.enativa.cl/equipos.html


85 | P á g i n a

Tabla 24: Modelo bomba de Calor

Bomba de Calor WW-92C

Unidades

Potencia de entrada [KW] 9,2

Capacidad calorífica [BTU/h] 157000

Voltaje [V] 380

Fase [ph] 3

Frecuencia [Hz] 50

Corriente máxima [A] 25

Refrigerante/ cantidad /[g] R417A/5000

Flujo de alimentación

de agua [l/h]

985

Tasa flujo ciclo ACS [m³/h] 8

Tasa flujo agua sistema

calefacción [m³/h]

6,4

Rango operación

temperatura Ambiente [°C]

10 a 45

Peso Neto [kg] 254

Medidas [cm] 61x55x120

Tanque de

acumulación requerido [m³]

10

Para este tipo de bomba se utilizará agua como fluido de servicio, tanto para la

climatización del LOU, como para la extracción de energía geotérmica desde el subsuelo.

Además podremos obtener datos que luego nos servirán para los balances de materia y de

energía.


86 | P á g i n a

14.4 Balances de Materia y Energía

A partir de los datos obtenidos de la bomba de calor y especificaciones de operación del

proceso, fue posible realizar los balances de energía y materia necesarios para considerar el

diseño del condensador.

Balance de masa

Balance de energía:

Finalmente la temperatura de salida es:


87 | P á g i n a

A continuación se adjuntará una tabla resumen de los cálculos realizados..

Tabla 25: Resumen Bomba de Calor

Nombre del Fluido Aire Agua

Flujo Másico Kg/h 18208,45 6400

Flujo de Calor KJ/h 146541,6 175849,92

Temperatura inicial °C 15 40

Temperatura final °C 23 33,43

La bomba de calor seleccionada debe cumplir las condiciones de operación, tanto para

calefaccionar como refrigerar una habitación, sin perder de vista que se necesita mayor

energía para la segunda opción que para la primera. Según esto, y considerando la línea

base se llega a la siguiente conclusión: la energía necesaria para que funcione la bomba de

calor es de un 22% más en verano que en invierno.

De acuerdo a lo dicho anteriormente la bomba cumple con condiciones de operación. Por lo

que se adjunta una tabla con los calores cedidos en invierno y verano.

Tabla 26: Datos del calor requerido y capacidad calorífica

Q cedido

[Btu/h]

Capacidad

Calorífica [Btu/h]

Ciclo Calefactor

127.490,32 157000

Ciclo

Refrigerante 155.538,6 157000

Entonces, la bomba de calor es apta para el buen funcionamiento del proceso de

climatización.


88 | P á g i n a

Balance suelo radiante en el ciclo calefactor:

Se determinará las condiciones para la transferencia de calor necesaria desde el suelo

radiante hacia el interior del LOU, de acuerdo al siguiente diagrama.

El coeficiente convectivo del agua en la tubería de calefacción 40°, obtenido de la

memoria de Climatización con ERNC del Hospital Gustavo Fricke es:

Según la constructora civil Patricia Lagos, una buena estimación para las características del

cemento y la cerámica del piso del LOU es:

=29891,52[W]

Luego:

Con la información presentada por As Calefactores, se supone una convección de aire, pues

el valor se encuentra en el rango de 3-20 [W/m2*K]


89 | P á g i n a

14.5 Condensador:

Para poder comenzar a diseñar el condensador que estará en el interior de la bomba de calor

es necesario realizar un balance de energía y utilizar un diagrama de P v/s H para calcular

el flujo de refrigerante a utilizar, considerando los siguientes datos:

Presión

[bar]

Temperatura in

[°C]

Temperatura

Condensación

[°C]

18,5 72,7 55

Según datos de tabla se entra al gráfico de Presión v/s Entalpía con la temperatura y la

presión, lo cual arroja los siguientes resultados

Figura 36: Gráfico de Presión v/s Entalpía


90 | P á g i n a

Fue posible obtener tal flujo de refrigerante a partir del gráfico adjunto (fig.34) y haciendo

un balance de energía. Vale destacar que este flujo sólo es un valor referencial, el cual será

modificado de acuerdo a las dimensiones del equipo y ajustado a los criterios de velocidad

y sobredimensionamiento.

Finalmente se llego a un flujo de:

Una vez obtenido el flujo del refrigerante R417A, debemos seguir los mismos pasos para el

diseño de un intercambiador de calor.


91 | P á g i n a

14.5.1 Balance Térmico:

Datos:

Tabla 27: Propiedades R417A y agua

PROPIEDADES

Unidades Coraza Tubos

Fluido Caliente Frio

Nombre

Refrigerante

R417A Agua

T Entra °C 72,7 33,43

T Sale °C 65,0 40

T promedio °C 68,85 36,715

Propiedades

Densidad Lb/pie3 57,72 62,13

0,925 0,9956731

Cp BTU/Lb·F 0,32 1

Kcal/Kg·C 0,32 1

Viscosidad Lb/pie·h 3,047 2

Cond. Térmica BTU/h·pie·F 0,027 0,385

Nº Prandtl 36,1 5,2

Cálculos:


92 | P á g i n a

14.5.2 Cálculo de LMTD:

Figura 37: Diagrama de Temperatura v/s Largo

Para obtener el LMTD de transferencia de calor, lo primero que hay que hacer es ir

al gráfico de Presión v/s Entalpía del R417A y buscar la entalpía de entrada, de

saturación y de salida. Luego calcular la temperatura del agua a la cual satura el

refrigerante, de donde debemos seguir los siguientes pasos:


93 | P á g i n a

Por otro lado se debe obtener el calor sensible y latente, además de los LMTD de

cada uno de ellos. Para finalmente utilizar la siguiente ecuación:

Donde:

Cálculos para calor y LMTD sensible:


94 | P á g i n a

Figura 38: Diagrama de Temperatura v/s Largo.


95 | P á g i n a

Cálculos para calor y LMTD latente:

Figura 39: Diagrama de Temperatura v/s Largo.


96 | P á g i n a

Finalmente el LMTD de transferencia de calor:

14.5.3 Dimensiones:


97 | P á g i n a

Una vez terminado todos los cálculos, podemos comenzar con el diseño del condensador

que reúna las características necesarias para el funcionamiento de la bomba de calor,

pudiendo entregar el calor necesario para climatizar el LOU.

Para obtener las dimensiones del condensador se utilizaron las siguientes correlaciones que

nos sirven para calcular el coeficiente de transferencia de calor tanto para la coraza como

para los tubos.

Correlaciones:

Datos:

Refrigerante

μ 0,028781

ρL 57,72

ρV 1,48

k 0,027

g 32,2

Cálculos:

Es importante mencionar que para la realización de nuestros cálculos, fue necesario

considerar el criterio de la velocidad 3 [ft/s] para obtener las dimensiones del condensador,

considerando que Flujo = área x velocidad. De este modo, se iteró hasta una velocidad de

3,22 [ft/s], para obtener un sobredimensionamiento adecuado y que fuese capaz de cumplir

con el flujo de refrigerante obtenido anteriormente.


98 | P á g i n a

Donde:

La separación de los deflectores se eligió de acuerdo al rango de:

La claridad se calcula:

Los coeficientes de transferencia de calor se obtuvieron reemplazando los datos en las

correlaciones.

Coraza:


99 | P á g i n a

Tubos:

Coeficiente Global de transferencia de calor:


100 | P á g i n a

Áreas:

Sobredimensionamiento:

El sobredimensionamiento obtenido se encuentra dentro de los rangos esperados y óptimos

de trabajo del equipo, ya que, para un condensador se espera un sobredimensionamiento

hasta el 30%, debido a los gases incondensables que producen un aumento de presión. Es

por esto que se ha considerado un diseño más robusto, más preparado ante cualquier

eventualidad y con dimensiones moderadas.


101 | P á g i n a

Tabla 28: Dimensiones Condensador


Fluido Caliente Frío

Nombre Refrigerante Agua

D I Coraza pulg 8

Arreglo Cuadrado

Diam Tubo Interno pulg 0,67

Diam TuboExterno pulg 1

BWG 8

Separación Baffles Pulg 5

Nº de Tubos 16

Nº de Pasos 2

Pt pulg 1,25

C´ pulg 0,25

Dequivalente pulg 0,9894

Área de Flujo pie 2 0,0556 0,0392

Velocidad pie/seg 0,16 3,221

m/seg 0,05

Nº de Cruces 4,8

Largo tubos pie 2

Área Disponible pie² 8,4

Nº Reynolds 92539 7874

Transferencia de calor

Coef. T. de Calor BTU/ft²·h·°F 380,9 870,6

Coef. T. de Calor Kcal/h m2 C 574 1312

Coef. T. de Calor Corrg. Kcal/h m2 C 574 879

Coef. De Ensuc. h m2 C/Kcal 0,000176 0,0005

U Kcal/h m2 C 281,21

Diferencia de Presión

F 0,00100 0,0008

Flujo Masico lb/ h pie 2 32302 360172

DP Flujo psi 0 0,14

DP pasos Psi 1

DP Total Psi 0 1


102 | P á g i n a

Tabla 29: Resumen Condensador


Fluido Caliente Frio

Nombre

Refrigerante

R417A Agua

Flujo Kg/h 814,00 6.400

Lb/h 1.795 14.109

Flujo de Calor Kcal/h 3.829,1

Flujo de Calor BTU/h 15.195 15.195

Calor Sensible KJ/h 16.280,0

Calor Latente KJ/h 89.540,0

T Entra °C 72,7 34,97

T Sale °C 58,0 40

T °C 58,0 35,58

ΔT caliente (sensible) °C 37,1

ΔT frio (sensible) °C 23,0

ΔT caliente (latente) °C 18,0

ΔT frio (latente) °C 22,4

LMTDsensible °C 29,52

LMTDlatente °C 20,13

Nº de Pasos 1 1

Ft 1,00

LMTD °C 21,2

DT T de Calor °C 21,2

Coef. T. de Calor Kcal/h m2 C 574 879

Coef. De Ensuc. h m2 C/Kcal 0,000176 0,00050

U Kcal/h m2 C 281

Arequerida m2 0,64 134

Adisponible m2 0,778

% Sobredimensionamiento % 17%

Diferencia de Presión

F 0,001 0,0008

DP Flujo psi 0,001 0,143

DP pasos psi 0,000 1,290

DP Total psi 0,001 1,433

DP Disponible psi 5 10

% Sobredimensionamiento % 100% 86%


103 | P á g i n a

14.6 Equipos Secundarios:

14.6.1 Evaporador:

14.6.1.1 Balance de Energía:


104 | P á g i n a

15. Costos:

A partir de las referencias encontradas, fue posible obtener los siguientes valores:

Bomba de Calor: El valor del modelo WW-92C es de $4.890.000 + IVA.

Compresor: El valor del compresor Bitzer S4G 12.2 es de 3.906,28 €, que

corresponde a $2333180

Condensador: El valor correspondiente al condensador vertical de material de

titanio, corresponde a US$16500, lo cual es $8128070


105 | P á g i n a

16. Bibliografía

Para obtener toda la información necesaria en este proyecto, se utilizaron las siguientes

fuentes:

Línea Base:

http://frionline.net/articulos-tecnicos/123-el-uso-de-r417a-en-refrigeracion-

y-aire-acondicionado.html

http://www.falabella.com/falabella-cl/product/1515279/Aire-

Acondicionado-Split-Muro-FrioCalor-12.000-Btu,-Exclusivo

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http://www.chilquinta.cl/

http://www.recal.cl/

http://www.accrweb.com/ventana.htm

http://www.thermocold.cl/web2/aire.htm

http://www.recal.cl

Información y ayuda de Italo Astorga, Ingeniero Mecánico UTFSM, con

respecto al funcionamiento de los acondicionadores eléctricos.

Suelo Radiante:

http://www.esak.es/novedades/12-suelo-radiante/10-suelo-radiante.html

http://www.esak.es/images/stories/contenido/catalogo%20suelo%20radiante.

pdf (suelo radiante)

Geotermia:

Geotermia a baja temperatura,

http://www.geotermiasolar.net/temperatura.html.

Reportaje Canal 13, por Alipio Vera a Colegio Alemán de Pto. Varas,

http://www.youtube.com/watch?v=cERK-UaUyDY.

http://www.uclm.es/cr/EUP-

ALMADEN/aaaeupa/boletin_informativo/pdf/boletines/17/9.pdf

Bomba de Calor:

http://www.chilectra.cl/wps/wcm/connect/NGCHL/chilectracl/hogar/chilectr

ahogar/productos+hogar/bombas+de+calor

http://www.enativa.cl/equipos.html

Refrigerante:

http://frionline.net/articulos-tecnicos/123-el-uso-de-r417a-en-refrigeracion-

y-aire-acondicionado.html

http://frionline.net/articulos-tecnicos/123-el-uso-de-r417a-en-refrigeracion-y-aire-acondicionado.html


http://www.recal.cl/

http://www.accrweb.com/ventana.htm

http://www.esak.es/novedades/12-suelo-radiante/10-suelo-radiante.html

http://www.youtube.com/watch?v=cERK-UaUyDY

http://www.chilectra.cl/wps/wcm/connect/NGCHL/chilectracl/hogar/chilectrahogar/productos+hogar/bombas+de+calor

http://www.chilectra.cl/wps/wcm/connect/NGCHL/chilectracl/hogar/chilectrahogar/productos+hogar/bombas+de+calor

http://www.enativa.cl/equipos.html




106 | P á g i n a

Documento: Refrigerantes Hidrocarburos como alternativa para los sistemas

de refrigeración, por Claudio Andrea Crincoli Rondón.

Memorias:

Memoria: “Prefactibilidad técnica del uso de geotermia superficial en el

Hospital Gustavo Fricke”, Víctor Schilling,año 2009.

Libros:

Energías Renovables; Jaime González Veloso. Editorial Revelté año 2009.

Capítulo 1: Energías renovables.

Capítulo 2: Energía Solar.

Capítulo 3: Energía fotovoltaica.

Capítulo 4: Energía a partir de la Biomasa.

Capítulo 5: Energía Eólica.

Capítulo 7: Energía Mareomotriz.

Capítulo 8: Energía a partir de oleaje.

Capítulo 10: Energía Geotérmica.

Curso completo de aire acondicionado; Gerald Schweitzes, A.Ebeling.

Editorial Glem 1171.

Volumen I:

Capítulo 1: Teoría Física.

Capítulo 2: Principios de confort de ambientes.

Capítulo 4: Componentes básicos de la refrigeración.

Volumen II:

Capítulo 7: Tabla y Gráficos.

Equipos:

http://es.scribd.com/doc/96300259/Condensadores-Perry

Otros:

http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C75456&Units=SI&Mask=2#Th

ermo-Condensed

Material Fenómenos de Transporte, por el profesor Alonso Jacques.

Información y conocimientos entregados por el profesor Rafael Bolocco, en

cuanto a la Energía Solar.

Dibujos de las propuestas por Sabrina Niño, alumna de Ingeniería de Diseño

de Productos UTFSM.

Información tipos de suelo, Patricia Lagos, Constructor Civil de la

Universidad De Valparaíso.

Precios de referencia, contacto ENATIVA, por Cristián Moreno F.

Costos: www.matche.com/EquipCost/Exchanger.htm

Costos: www.frigopack.com/FichaArticulo~x~Compresor-BITZER-2-

Etapas-S4G12-2I-de-12-5CV~IDArticulo~1564~IDDetalleCatalogo

http://es.scribd.com/doc/96300259/Condensadores-Perry

http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C75456&Units=SI&Mask=2#Thermo-Condensed

http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C75456&Units=SI&Mask=2#Thermo-Condensed

http://www.matche.com/EquipCost/Exchanger.htm


107 | P á g i n a

17. Anexos

COMPRESSOR PROCESS SPECIFICATION

CUSTOMERS NAME: Compresor PROJECT No: Acondicionamiento del LOU por ERNC

LOCATION: Vertical UNIT No:

SERVICE: Refrigerante ITEM No: No. REQD:

P & I DIAGRAM No. :

REVISION 0 1 2 3

DATE

ORIG. BY

CHKD. BY

APP. BY

MACHINE TYPE: [ ] CENTRIFUGAL [ ] AXIAL [ ] NON-LUBE RECIP. [ ] LUBE RECIP.

[ ] SCREW OIL INJ./DRY [ ] OTHER [ ] NO PREFERENCE

No.OF MACHINES REQUIRED: OPERATING INSTALLED SPARE

TYPE OF DRIVER: OPERATING INSTALLED SPARE

DUTY: [ ] CONTINUOUS [ x ] INTERMITTENT

PROCESS REQUIREMENTS PER MACHINE

OPERATING CASE NORMAL (3) RATED

Approx. no. of hours/year

Gas Handled R-417a

50% 1,1,1,2-Tetrafluoruetano

Gas 46,6% Pentafluoroetano

Composition 3,4% Butano

Vol or Mol %

(including

w ater)

Corrosion/erosion due to

Capacity at NTP (1) Nm³/h

Mass Flow kg/h

Mol w eight

Inlet vol f low m³/h

Inlet pressure kg/cm²a

Inlet temperature °C

(2)

(2)

Discharge pressure kg/cm²a

(2)

(2)

Differential pressure kg/cm²

Estim.absorbed pow er kW

NOTES : 1. NTP= 0°C and 1.013 kg/cm²a.

2. Vendor to confirm compressibility factor & actual Cp/Cv at conditions.

3. Vendor to guarantee this case.

4. Estimated pow er includes bearing and seal losses but excludes driver ineff iciency.

ITEM No. SHEET 1 OF


108 | P á g i n a

HEAT EXCHANGER

PROCESS SPECIFICATION

CUSTOMERS NAME:Condensador PROJECT No:Acondicionamiento del LOU por ERNC

LOCATION: Vertical UNIT No:

SERVICE: ITEM No: No. REQD:

P & I DIAGRAM No. :

REVISION 0 1 2 3

DATE

ORIG. BY

CHKD. BY

APP. BY

PREFERRED TYPE: [ ]x ] Shell and Tube [ ] Double Pipe [ ] Plate [ ] Other [ ] No Preference

MOUNTING: [ ] Horizontal [ X ] Vertical [ ] No Preference

TOTAL PERFORMANCE OF EACH ITEM

IN SHELL SIDE OUT IN TUBE SIDE OUT

Fluid Name (2) Refrigerante R417A Agua

Inflammability / Toxicity [ppm] NO / NO /

TOTAL Fluid kg/h

Total Vapor kg/h M.W.

Total Liquid kg/h

Sensible heat kcal/h

Latent Heat kcal/h

Fluid Condensed / Evaporated kg/h Refrigerante R417A

Temperature ° C

Inlet Press. kg/cm²a / Allow . ¬P kg/cm²

DESIGN DATA @ Flow ing Conditions Vapor Liquid Vapor Liquid Vapor Liquid Vapor Liquid

Specif ic Heat kcal / kg °C

Viscosity cP

Thermal Conductivity kcal / h m °C

Liquid Density kg / m³

Vapor Compressibility Factor

Liquid Surface Tension dyne/cm

Critical Pressure / Temp. kg/cm²a / ° C / /

Pour Point / Freezing Point ° C / /

Dew Point / Bubble Point ° C (3) / /

Enthalpy of Vaporization kcal / kg

Allow able Velocity m / s

Fouling Factor h m² °C / kcal

Number of passes / Shell

Margin required on Flow / Duty %

MECHANICAL DESIGN

Design Pressure / Temperature kg/cm²g / ° C kg/cm²g / ° C

Short Term Max. Temperature / Pressure ° C / kg/cm²g hours/yr ° C / kg/cm²g hours/yr

Min. Temperature during atmos. venting ° C ° C

Mechanical Cleaning Requirement Yes / No Yes / No

Cyclic Service Yes / No Yes / No

MATERIALS OF CONSTRUCTION (SEE SHEET 2)

Primary Materials Selection

Corrosion Allow ance mm

Stress Relief (Process Reasons) Yes / No Yes / No

MISCELLANEOUS

Line Size In / Out inches / /

Insulation Required (Process Reasons) Yes / No Yes / No

NOTES : 1. See sheet 2 for equipment details.

2. Refer to sheet 2 for f luid composition.

3. Refer to sheet 2 for dew pt/bubble pt properties.

ITEM No. SHEET OF

814 814 6400 6400

72,7 58 34,97 40

814

0

1 10,32 0,32

10,95 1

5,1085,1080,028781 0,028781

0,027 0,027 0,385 0,385

0,000176 0,0005

925 925 995,67 995,67

40,39 87,1

0,05 0,982

220,6 374

0,725

1 2

58 58

814

0

6400 6400

18,5 2

3.894,70

21.421,05

17,5 65,35 37,49

1000 1000

26,32

67,869,6

58 58

PROYECTO FINAL Acondicionamiendo Del Lou

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Transcript of PROYECTO FINAL Acondicionamiendo Del Lou