EnergiaNow_Ingenieria_Energética_General

Aislamiento Térmico. Consecuencias del desconocimiento.

2011-11-21T19:37:00.000-08:00

Cuándo el calor fluye a través de una pared plana o circular, cómo la de las tuberías, o un panel de una cámara de refrigeración, la dirección del flujo es en todos los puntos radial al eje y perpendicular a la superficie. En la medida que el espesor de la tubería o de la placa es mayor, mayor es la resistencia al paso del calor. Influye en la velocidad de conducción del calor, el tipo de material que tiene que atravesar y la diferencia de temperatura entre la temperatura interior y la de la superficie, que es la exterior.

Es un fenómeno muy común en todos los sistemas que conducen fluidos térmicos, tanto calientes cómo frío.

En los procesos de transferencia de calor, que están presentes en los sistemas técnicos de las industrias, de los edificios, de los centros comerciales, pueden sin lugar a duda centrarse un buen por ciento de las pérdidas posibles de la energía, que nos afectan a la factura (el costo) energética.

A la vez, las pérdidas de energía significan más emisiones de CO2 a la atmósfera ya que por lo general la energía que se pierde ha sido generada partiendo de un combustible fósil.

Un problema que tiene que ser considerado con toda la importancia e implicaciones que por su peso tiene, es el efecto que produce el calor emitido en el proceso de transferencia sobre el ambiente de trabajo y su higiene. No tener en cuenta este proceso y saberlo controlar a nuestra conveniencia, genera graves resultados. Menciono algunas de las experiencias que he vivido en la práctica:

1- No considerar aislar correctamente la cubierta metálica de una gran nave o taller de 100 m de largo por 70 de ancho, dentro de la cual se instaló una línea de producción compuesta por diversos sistemas energéticos que requería de una precisa y compleja automatización, generó consecuencias desastrosas que casi colapsaron la gran inversión millonaria. La temperatura sobre la cubierta reportaba temperaturas entre 70 y 80 ºC. La elevada temperatura exterior, comparada con la del interior que por supuesto era alta respecto al ambiente, pero mucho menor que la exterior, hacia que el calor fluyera por radiación al interior de la nave, en tal magnitud que era insoportable para los trabajadores que tenían que realizar las tareas y atender el flujo de producción.

Además, los procesadores de automática entraban en paro por las altas temperaturas a las que estaban sometidos y las pérdidas se multiplicaban Y todo por consecuencia de una mala selección del material aislante y un pésimo montaje del mismo.

No hay que argumentar más, todo ya está dicho. Podemos deducir la magnitud de la inversión que hubo que realizar para atenuar el efecto negativo que se estaba produciendo.

2- Otra experiencia, que no es menos dolorosa que la anterior. En un gran centro comercial, con más de 10 000 metros de tubería de agua fría, en un sistema de circulación con tres circuitos (el primario, el secundario y los que alimentan a cada uno de los niveles del centro comercial), me tocó la tarea de solucionar las pérdidas y problemas que se presentaban por diferentes conceptos:

a) ganancia de calor que significaban pérdida de electricidad o energía y altos costos de la factura.
b) condensaciones que a chorros caían sobre falsos techos, sobre pasillos e inundaban el almacén que estaba en el sótano, causando la destrucción de partes importantes de la edificación y de los productos que se almacenaban en el Centro Comercial.
c) afectaciones en la salud de trabajadores que operaban en las zonas de elevada humedad, presentando afecciones respiratorias en su mayoría.

Causa: mala selección del material y su dimensionamiento y principalmente, un deficiente, improvisado e irresponsable montaje del aislamiento térmico, sin tomar en cuenta puentes térmicos, pasos de niveles, ajuste del aislamiento a los diámetros de tubería, espesores adecuados a las temperaturas y el cómo garantizar la barrera de vapor, entre otras cosas.

¿Qué cuánto costó poner las cosas al derecho? Les diré...es más costoso reparar un problema de este tipo, que el costo inicial de una inversión bien hecha. Así que pueden sacar las conclusiones.

Sé que habrá personas que al leer estas experiencias recordarán haber encontrado en su camino cosas parecidas.

Y es el proceso de transferencia de calor la base de conocimientos que necesitamos para después entender que hacer y cómo hacerlo. De ahí que el contenido de estos primeros artículos facilitará la comprensión de los documentos digitalizados y herramientas de cálculo que más adelante iré editando en nuestro sitio web www.energianow.com y entonces, saber para qué y cómo emplear los procesadores de cálculo que voy publicando y cuánto se puede sacar a estos tipos de herramientas online.

Como siempre les planteo, estamos abiertos a sugerencias, colaboración y señalamientos. Eso nos ayudará a mejorar nuestro trabajo.

Gracias por la atención,

René Ruano Domínguez
Ingeniería Energética General
info@energianow.com
www.energianow.com

Transmisión de Calor. Aislamiento Térmico

2011-11-11T16:37:00.000-08:00

Este artículo forma parte de un conjunto de informaciones y procesadores de cálculo para conocer, aplicar y poder realizar tareas de selección, diseño, proyectos, mantenimientos y modernizaciones de sistemas que requieren aislamiento térmico.

¿Cuál es el propósito que se persigue al publicar este artículo?

Por el peso que tienen en el consumo mundial energético los sistemas térmicos que requieren ser aislados, nos proponemos diseñar un conjunto de informaciones y procesadores de cálculo que sean útiles y propicien soluciones prácticas que faciliten la aplicación, mejoras, renovación y modernización del aislamiento en los sistemas de calor y frío. En la medida que sean editadas estas informaciones, se irán publicando en nuestro sitio web www.energianow.com. Con este artículo estamos dando a conocer el alcance del contenido y dónde se pueden encontrar esta información. Ya está online el primer documento.

El artículo:

Una de las formas en que se genera el calor es durante el proceso químico llamado combustión, al quemarse los combustibles. Los combustibles son portadores energéticos que tienen potencial para quemarse en presencia del gas oxígeno o una atmósfera que lo contenga, como es el aire ambiente.

La gran mayoría del total de las toneladas o barriles de petróleo fósil equivalentes que se extraen anualmente en el Mundo, de una u otra forma son quemados en los diferentes procesos energéticos. Para tener una idea de los volúmenes anuales de combustibles fósiles que emplean los 7 000 millones de seres humanos que ya somos, la cifra es cercana a los 12 000 millones de toneladas, 1715 kg anuales promedio per cápita. (como vemos, no es poquita. Si tienes auto puede ser que dupliques esta cifra y si vives en el primer mundo, que la tripliques).

Cada kilogramo de combustible equivalente que se quema, tiene asociado una masa de emisión de CO2 que supera en más del doble al kilogramo quemado. (El CO2 es un Gas Efecto invernadero) Así que si queremos estimar qué cantidad de CO2 se emite a la atmósfera, basta con multiplicar la masa de los combustibles destinados a quemarse por 2,3 - 2,7 kg de CO2/kg, intervalo de los indicadores de emisión para los diferentes tipos de combustibles existentes. Para un consumo mundial de 12 000 millones de toneladas de combustible, podemos afirmar que el volumen de CO2 que se ha emitido a la atmósfera es cerca de 30 000 mil millones de toneladas. (Con este indicador, ya puedes estimar, aprox. la cantidad que tú emites al consumir la energía en forma de electricidad, gasolina, diesel, carbón, gas natural o licuado)

Como conclusión de esta introducción, la gran mayoría del calor y frio que utilizamos a nivel mundial proviene de los combustibles fósiles, (la introducción de las fuentes renovables aún marchan muy lentas) los que a su vez tienen asociados volúmenes importantes de emisiones de CO2. Así que si queremos proteger el medioambiente, tenemos que cuidar celosamente cada unidad de combustible fósil para producir calor o frio y cada unidad de calor o frio, una vez generado.

El Asilamiento Térmico es el medio eficaz para conservar el calor y el frio, reduciendo sus pérdidas. De ahí la importancia de los conocimientos sobre esta especialidad de la ingeniería energética y su aplicación práctica.

Aislar térmicamente no es tan sencillo como pudiera parecer. Requiere aprender primero que hacer y cómo hacer, invertir después en los materiales, montar el material correctamente y saberlo mantener. Estos materíales y su montaje representan un alto porciento del costo de la inversión del sistema de conductos de transportación de los fluidos térmicos. Y en ocasiones también se deterioran rápidamente por un mal montaje o por no prever su conservación.

Conclusión, es beneficioso para todos saber sobre aislamiento térmico, para la economía en general, para reducir las facturas de pago mensual de nuestras familias, para aliviar la gravedad de la contaminación que nos está golpeando con fuerza y sin distinción de nacionalidad y raza.

Cada centavo que dediquemos en bien de reducir el consumo fósil y la contaminación ambiental, lo estaremos invirtiendo y multiplicando en valor agregado, en nuestros hijos, nietos, en el futuro del Planeta. Es una forma de poder cooperar con nuestra responsabilidad ambiental.

Como siempre les planteo, estamos abiertos a sugerencias, colaboración y señalamientos. Eso nos ayudará a mejorar nuestro trabajo.

Gracias por la atención,

René Ruano Domínguez
Ingeniería Energética General
info@energianow.com
www.energianow.com

Soluciones energéticas útiles y prácticas

2011-05-04T15:40:00.000-07:00

He venido programando y publicando decenas de Calculadores, Selectores y Artículos energéticos, en el sitio www.energianow.com . En estos momentos amplio el programa de contenidos y estoy motivando a los interesados a que me hagan llegar sugerencias sobre nuevos títulos, por supuesto, considerando que sean contenidos útiles, prácticos y dirigidos a objetivos energéticos con fuerte impacto en el consumo energético y en las emisiones que generan

Los Calculadores_Energéticos simplifican y facilitan los procesamientos de cálculos complicados, o muestran las propiedades de sustancias, equipos y materiales energéticos. A la vez, al estar online en Internet, hacen que la información sea interactiva y accesible para un número mayor de personas interesadas en conocer sobre la energía y su uso correcto.

Los selectores energéticos brindan la información una vez que se ha seleccionado una de las variantes posibles, dentro de diferentes opciones que se ofrecen en el Formulario de entrada. La información que se muestra en el selector está formada por datos buscados en Internet, parámetros que se necesitan para realizar una tarea de diseño, de proyecto, de cálculo o simplemente para ganar conciencia del uso de la energía.

Hay diversos ejemplos. Los más sencillos o simples como pueden ser los cálculos de las propiedades termodinámicas de sustancias o portadores energéticos, sus propiedades de transporte, los parámetros de la combustión de los principales combustibles empleados en la industria mundial, cifras de consumo de energía mundial y las emisiones que generan o los costos de inversión por kwh instalado de las diferentes tecnologías limpias que existen.

Otros ejemplos son complejos y requieren de un nivel de conocimientos y experiencia mucho mayor, a la vez de dedicación en su diseño, rigor en su programación y posterior edición. Dentro de este tipo de información interactiva energética se encuentran los Sistemas de Eficiencia, compuesto por el análisis de los sistemas térmicos energéticos dentro de la cadena energética. Estos son los sistemas térmicos más empleados en la industria energética mundial. Dentro de este tipo de información interactiva he publicado varios sistemas, entre ellos la eficiencia energética integral de operación de los sistemas vapor de agua, de compresión de gases y de refrigeración.

¿Cuál es el propósito que se persigo al promover me hagan llegar las sugerencias sobre temas energéticos a programar?

Hasta el momento, he venido programando y publicando la información sobre los sistemas y soluciones prácticas de mayor impacto en el uso de la energía y en las emisiones a la atmósfera. Para esta selección he partido de mis conocimientos y experiencias en mi trabajo como energético. Ahora quiero completar mi programa futuro y enriquecerlo con las sugerencias de colegas y amigos interesados en el tema, sobre nuevos contenidos con fuerte impacto energético, de manera de ampliar y diversificar las nuevas publicaciones hacia objetivos claves.

¿Cómo acceder a esta información?

Puede acceder a través del enlace a nuestra web www.energianow.com . En el menú principal, seleccione los vínculos Formación_Online, Calculadores_Enegéticos o los diversos links dirigidos a artículos e instructivos que se ofrecen en la página principal. La información es gratuita, solo requiere registrarse.

Cualquier pregunta adicional, envíeme un email.

Gracias por la atención,

René Ruano Domínguez

Ingeniería Energética General

info@energianow.com

www.energianow.com

Calculadores_Energéticos del Sistema Vapor de Agua

2011-01-27T14:26:00.000-08:00

¿Cuál es el propósito que se persigue al publicar este artículo?

El propósito fundamental de este artículo es dar a conocer que ya se encuentra online los 2 primeros Calculadores_Energéticos para determiar las propiedades del vapor de agua y el comportamiento de la combustión, solución que es ampliamente demandada por los técnicos energéticos para las tareas de diagnóstico, estudios y evaluaciones de eficiencia y del comportamiento de los sistemas energéticos. El conjunto está formado por los siguientes procesadores:

Combustión. Aire Combustión
Combustión. Humos Combustión
Combustión. Poder Calórico
Combustión. Temperatura llama
Vapor Saturado. Tablas PT (online)
Vapor Recalentado. Tablas PT (online)

Durante este primer trimestre del año 2011 estarán publicados en su totalidad.

Aunque para la comunidad de energéticos y frigoristas es un tema conocido y no será necesario mostrar las amplias ventajas de tener online y a la mano este tipo de solución, explico brevemente las aplicaciones posiblestomando en cuenta a los lectores interesados que se desempeñan en otras especialidades y quisieran saber al respecto.

Cuando se necesitan realizar cálculos de la eficiencia de la combustión, por ejemplo un quemador que funcione en una caldera de vapor, conocer los parámetros de la combustión óptima (punto de referencia) para el combustible que se está quemando facilita evaluar la eficiencia del sistema bajo la situación real y puntual. Si se está lejos de los valores óptimos, pues se procede a ajustar o controlar la combustión, mediante los controles manuales o automáticos que por lo general, todos los sistemas que alimentan a los quemadores tienen habilitados. Regulando los parámetros de la combustión nos acercamos al punto de referencia u optimo.

Es normal que en la mayoría de los sistemas térmicos de calor, desde las instalaciones pequeñas, digamos una caldera doméstica, hasta las Plantas Térmicas de gran capacidad, el fluido portador energético por excelencia es el vapor de agua, debido a sus ventajas técnico_económicas. Por ello el vapor de agua es un fluido que está presente en casi todos los sistemas térmicos que generan y transportan calor. El vapor se genera en Calderas o Generadores de Vapor y se transporta por tuberías, muchas de ellas aisladas térmicamente para evitar pérdidas de energía al exterior y lesiones cuando las personas entran en contacto con ellas. El vapor es empleado para mover máquinas térmicas, (turbinas que generan electricidad en las grandes termoeléctricas o bombeando líquidos) o para generar calor en espacios, por contacto directo o indirecto, dentro de equipos o simplemente calentando locales.

El agua líquida varía su contenido calórico energético en la medida que es convertida en vapor de agua. A la vez el vapor de agua varía su contenido calórico cuando es conducido, recalentado, condensado. Estas variaciones se reflejan en los cambios de los parámetros o propiedades termodinámicas. A más contenido energético, mayor son las variaciones. Así conociendo los parámetros termodinámicos del fluido vapor o del agua líquida en un antes y un después, o al inicio y al final de una tarea, se puede conocer cuanta energía fue cedida o ganada por el agua líquida o el vapor.

¿Que es la eficiencia?: pues obtener mucha energía útil (equivalente al trabajo obtenido) con el menor gasto energético. De ahí la importancia de poder medir los parámetros o propiedades termodinámicas del vapor de agua, saber cuánta energía se ha gastado, perdido o empleado en realizar un trabajo útil determinado. Y esta solución pasa por tener a mano las Tablas o los medios informativos para conocida la situación o el estado del vapor de agua, determinar sus propiedades termodinámicas. En concreto, esa es la utilidad de los Calculadores_Energéticos para determinar las propiedades del vapor de agua y el comportamiento de la combustión.

¿Para qué soluciones han sido diseñados los Calculadores_Energéticos programados para el Sistema Vapor de Agua?

a) Imprimir las propiedades termodinámicas del fluido portador vapor de agua para diferentes condiciones de temperatura y presión, tanto en la fase saturada como en la recalentada.

b) Calcular e imprimir el poder calórico de los combustibles sólidos, líquidos y gaseosos, partiendo de la composición química. Ofrecen la solución diferenciada según el estado físico del combustible.

c) Calculan e imprimen los parámetros de la combustión para los combustibles fósiles sólidos, líquidos y gaseosos. Relaciona las variables y reporta indicadores de eficiencia.

d) Procesan y muestran el resultado de las principales pérdidas energéticas por humos, por superficies calientes, por extracciones.

e) Resumen las pérdidas reportadas, las relaciona con la energía de entrada y reporta indicadores de eficiencia de la combustión, del generador de vapor y del ciclo Rankine en su totalidad.

¿Cómo acceder a esta información?

Puede acceder a través del enlace a nuestra web www.energianow.com . En el menú principal, seleccione Calculadores_Enegéticos. La información es gratuita, solo requiere registrarse.

Si se interesa por conocer sobre el fundamento técnico y las bases empleadas en el diseño de los procesadores que ya están online, consulte los artículos Sist.Calor.Bases.Vap.Agua.Portadores y Sist. Calor.Proceso de combustión. Para ello, vaya a la sección Documentos.pdf _ Download, ubicada en la columna derecha de nuestra página principal y active los respectivos links. Puede descargar libremente ambos documentos.Más adelane y en la medida que se vayan publicando los Calculadores aún en edición, se irá completando el resto de los artículos informativos.

Como siempre les planteo, estamos abiertos a sugerencias, colaboración y señalamientos. Eso nos ayudará a mejorar nuestro trabajo.

Gracias por la atención,

René Ruano Domínguez
Ingeniería Energética General
info@energianow.com
www.energianow.com

Calculador de la capacidad calorífica de los gases

2010-08-19T19:04:00.000-07:00

¿Que tratará el contenido de este artículo?

Como calcular la capacidad calorífica de los gases y de una mezcla de gases y cómo se relaciona esta propiedad (capacidad calórica, capacidad calorífica o calor específico) con la temperatura.

Objetivos del artículo.

Presentar una nueva herramienta de cálculo energético online y en acceso gratuito en nuestra web www.energianow.com

Se muestra cómo calcular la capacidad calorífica de los gases y de una mezcla de gases y cómo se relaciona esta propiedad (capacidad calórica, capacidad calorífica o calor específico) con la temperatura. Se exponen conocimientos prácticos obtenidos en el ejercicio de este tipo de trabajo industrial.

En la herramienta de cálculo que aquí se presenta se han tomado en cuenta los componentes gaseosos de mayor presencia en la industria global. Dentro de este amplio universo, los gases incluidos están muy ligados a la industria engeneral, están presentes en los humos o gases generados como productos de la combustión, en la industria de los combustibles, en laatmósfera, como contaminantes atmosféricos, etc.

Esta información o dato, la capacidad calorífica de los gases, se emplea y es imprescindible contar con ella para realizar cálculos de la eficiencia del proceso de la combustión, para determinar el nivel de energía que una determinada mezcla gaseosa contiene y/o transporta,para el cálculo de otros parámetros de importancia termodinámica, como son la entalpía y la entropía, etc. Estos parámetros son necesarios y ampliamente utilizados para realizar los balances energéticos.

Para la determinación de la capacidad calorífica se utilizan expresiones empíricas. Más abajo se presentan estas ecuaciones de cálculo. Han sido escritas aquí para cada uno de los gases que se incluyen este calculador. Estas ecuaciones reportan el calor específico con un error no superior al 5 % (en la mayoría de los gases no mayor al 1 %) en el intervalo de temperaturas entre 273º y hasta 1500 ºK (1226.84 ºC). Este intervalo a su vez será el límite de empleo del calculador y valores fuera del rango no serán procesados.

¿Cómo se realizará este cálculo y el resultado sobre qué bases y unidades se reportará?

Registrando en el Formulario de entrada el valor del intervalo de temperaturas al cual se encuentra el gas o la mezcla y seleccionando el gas o los diferentes gases que forman parte de la misma mediante el registro de la fracción volumétrica de cada uno.

Para ello debe introducir en el Formulario el valor máximo de temperatura posible para el componente gaseoso o la mezcla y el valor mínimo del intervalo o temperatura ambiente. El procesador hallará el calor específico medio dentro de ese intervalo de temperaturas.

Para calcular el calor específico medio de una mezcla de gases, hay que conocer las fracciones volumétricas de los componentes que están presentes en la mezcla. Cada componente tiene un calor específico diferente y este parámetro se comporta también diferente para cada valor de temperatura. El calor específico de la mezcla será representativo de todos los componentes que lo integran y se calculará como el valor medio ponderado de la integración de los calores específicos medios de cada participante en la mezcla.

Para conocer las fracciones volumétricas se realizará un análisis de gases. El análisis de gases (análisis Orsat), se realiza con instrumentos o equipos de laboratorio. Existen procesadores electrónicos - digitales que reportan el porciento en volumen de los principales componentes. El Orsat como equipo portátil de laboratorio, es utilizado ampliamente. Existen equipos de laboratorio de mayor precisión, como son los cromatografos de gases. Generalmente se reporta el resultado como la fracción de cada componente en la mezcla, en base seca.

La fracción volumétrica se expresa en tanto por ciento o en tanto por uno y es representativa a la fracción molar (moles de cada componente en moles totales de la muestra), o fracción en volumen, (volumen de cada componente entre el volumen total de la muestra). Conocida la fracción molar o volumétrica en la mezcla se registrarán sus valores en el Formulario de entrada del sistema. El procesador se encargará de multiplicar cada una de las fracciones volumétricas por la capacidad calórica respectiva y las integrará para hallar el calor específico promedio en el intervalo de temperatura que se haya definido.

Cuando se quiere calcular el calor específico de un gas, se introducirá en el Formulario de entrada el valor fracción molar 100 % para el gas seleccionado que es equivalente al componente puro. También se registrará el intervalo e temperatura dentro del cual se requiere ese valor.

El procesador mostrará el calor específico promedio (cpm) del gas dentro del intervalo de temperatura registrado.
Si lo que se necesita es determinar el calor específico medio de una mezcla gaseosa, se introducirán las fracciones o concentraciones volumétricas de cada uno de los componentes presentes y el intervalo de temperatura en el que se requiere que el procesador muestre la capacidad calórica promedio de la mezcla. La suma de las fracciones volumétricas tiene que cumplir la condición de ser igual a 100 %, que es el total de la mezcla gaseosa. De no cumplirse esta condición absoluta, el procesador no admitirá realizar la operación de cálculo.

El análisis Orsat. Notas.
Para proceder a establecer la calidad de la combustión, es imprescindible medir cuatro características de los gases resultantes:
a) Medida del CO2
b) Medida del CO
c) Medida del H2
d) Medida de los inquemados sólidos

El aparato Orsat es un set portátil compuesto por una probeta de medición y diferentes botellas que contienen soluciones química, componentes sólidos y un pequeño horno para la quema de los gases que no hayan combustionado. Haciendo pasar la muestra de humos por las diferentes botellas y secciones del equipo, se absorben y se van separando los diferentes componentes gaseosos que forman parte de la mezcla de humos. Así se atraparán el CO2, CO, SO2, O. El N2 se calcula por diferencia. El resultado se expresa en fracción volumétrica.

¿Cómo se puede tomar una muestra de humos?

Para hacer su análisis volumétrico de los humos hay que saber tomar una muestra representativa. Para eso se utilizan unos bulbos de cristal o botellas (borboteadores toma muestras) , que se llenan de agua, evitando que quede aire u otro gas indeseable dentro de ellas.

Para estar más seguro se pueden sumergir en un recipiente con agua, evitando el contacto con el aire atmosférico. Estas botellas disponen de una entrada y una salida por el otro extremo, ambas con sus respectivas válvulas de cierre. La válvula de entrada se conecta a una manguera de goma y esta a su vez a la toma de muestra del recipiente o
conducto de tubería que contiene el gas a analizar.

Se alimenta el gas a la botella de manera de que vaya desplazando el agua que contiene en su interior. En caso que el gas esté bajo presión negativa, como es el caso de los humos que escapan a la atmósfera en la zona inferior de la chimenea, se deja escapar lentamente el agua de la botella y eso produce un vacío o presión de succión. En este
caso hay que asegurarse que el sistema es totalmente hermético, para evitar la entrada de aire atmosférico al succionar el gas en la zona a baja presión. Una entrada de aire indeseable falsearía las concentraciones de los gases presentes en la mezcla original.

Cuando se termina de completar la muestra, se cierran las dos válvulas de bloqueo y se transporta al laboratorio para realizar el análisis de su composición química. En el equipo de laboratorio se determina la fracción de cada componente en el volumen total y se expresa el resultado en tanto por uno o tanto por 100.

Mas abajo en este artículo se resumen las expresiones de cálculo en función de las temperaturas absolutas registradas aquí para determinar la capacidad calórica de cada uno de los posibles componentes gaseosos que pueden estar presentes en la mezcla. El valor es reportado a 1 atm de presión, en cal/mol grado. El procesador convierte los valores de temperatura en ºF a valores absolutos en ºK. Las unidades de salida son Btu/pie3 ºF

Expresiones empíricas para calcular la capacidad calorífica de los gases que considera el procesador.
Gas Calor específico, Btu/pie3 ºF donde th en ºF (Vol a 60 ºF-30"Hg)

CO2 1/(T2-T1)*(6.396*(T2-T1)+(1/2)*10.1004E-03*DTk2-(1/3)*3.405E-06*DTk3)
CO 1/(T2-T1)*(6.342*(T2-T1)+(1/2)*1.836E-03*DTk2-(1/3)*0.2801E-06*DTk3)
O2 1/(T2-T1)*(6.095*(T2-T1)+(1/2)*3.253E-03*DTk2-(1/3)*1.017E-06*DTk3)
H2 1/(T2-T1)*(6.947*(T2-T1)-(1/2)*0.2E-03*DTk2+(1/3)*0.4808E-06*DTk3)
SO2 1/(T2-T1)*(6.147*(T2-T1)+(1/2)*13.844E-03*DTk2-(1/3)*9.103E-06*DTk3+(1/4)*2.057E-09*DTk4)
N2 1/(T2-T1)*(6.449*(T2-T1)+(1/2)*1.4134E-03*DTk2-(1/3)*0.0807E-06*DTk3)
Hidrocarburos gaseosos.
CH4 1/(T2-T1)*(4.171*(T2-T1)+(1/2)*14.454E-03*DTk2-(1/3)*0.267E-06*DTk3-(1/4)*1.722E-09*DTk4)
C2H6 1/(T2-T1)*(1.279*(T2-T1)+(1/2)*42.464E-03*DTk2-(1/3)*16.420E-06*DTk3+(1/4)*2.035E-09*DTk4)
C3H8 1/(T2-T1)*(-1.209*(T2-T1)+(1/2)*73.7344E-03*DTk2-(1/3)*38.666E-06*DTk3+(1/4)*7.961E-09*DTk4)
C4H10 1/(T2-T1)*(-0.012*(T2-T1)+(1/2)*92.5064E-03*DTk2-(1/3)*47.798E-06*DTk3+(1/4)*9.706E-09*DTk4)
C2H4 1/(T2-T1)*(2.706*(T2-T1)+(1/2)*29.164E-03*DTk2-(1/3)*9.059E-06*DTk3)
C2H2 1/(T2-T1)*(11.942*(T2-T1)+(1/2)*4.3874E-03*DTk2-(1/3)*0.232E-06*DTk3)
C6H6 1/(T2-T1)*(-9.478*(T2-T1)+(1/2)*119.93E-03*DTk2-(1/3)*8.702E-06*DTk3)

La información es gratuita y solo requiere el registro del usuario en nuestra Base de Datos.

En nuestra web se publican también otras herramientas de cálculo que despertarán el interés por la conservación de la energía. Dentro de ellas se puede interactuar con procesadores online que facilitan cálculos energéticos diversos, muestran cifras ye imprimen indicadores sobre eficiencia, todas estas cifras de gran demanda y utilidad por los que trabajamos por mejorar el uso de la energía.

Gracias por la atención,

RenéRD
Ingeniería Energética General
info@energianow.com
www.energianow.com

Calculador que determina la eficiencia energética de los sistemas de refrigeración que emplean amoniaco como fluido refrigerante. Compruébalo.

2010-08-11T19:45:00.000-07:00

Recién se ha publicado en nuestra web www.energianow.com el procesador titulado Calculador Eficiencia Energética en la Refrigeración - Amoniaco

Su objetivo es evaluar los principales indicadores de comportamiento y eficiencia energética del sistema de refrigeración, utilizando como refrigerante el amoniaco, tomando en cuenta los indicadores energéticos del ciclo refrigerante exclusivamente. Si se tiene en cuenta que en este proceso cíclico se invierte gran cantidad de energía, se llega a la conclusión que el esfuerzo para operar de la manera más eficiente estos sistemas será muy positivo para todo el conjunto.

Para mostrarnos los indicadores energéticos, el procesador principal encuentra el valor de las variables termodinámicas del amoniaco líquido, saturado y recalentado del proceso real, en los puntos sensibles del sistema. Estos puntos son aquellos representativos de cada una de las etapas o procesos del ciclo de refrigeración. Los puntos de toma de medición se ubican principalmente en la descarga, succión del compresor y tanque de amoniaco líquido, los que coinciden con el inicio y final de los procesos de compresión, condensación y evaporación. Otros puntos de medición pueden complementar el trabajo energético.

Una vez encontrado los valores termodinámicos en los puntos anteriores, el procesador los muestra y reporta en unidades inglesas y en otras unidades técnicas usadas con frecuencia.

Para poder hacer los cálculos de los indicadores energéticos, además de los valores de temperatura y presión tomados, se requiere registrar otros parámetros que están vinculados con el comportamiento energético del sistema. Estos son:

Potencia eléctrica instalada, en kwe, o la energía eléctrica consumida, en kweh.
Flujo másico del refrigerante, en lb/h

Si el servicio energético que realiza el sistema es aire acondicionado - bomba de calor, el procesador es capaz de calcularnos los indicadores de eficiencia energética horario (Energy Efficiency Ratio (EER)) y estacional (Coeficiente de Comportamiento Estacional de un Aire Acondicionado o una Bomba de Calor SEER). Para este cálculo habrá que registrar como datos de entrada los siguientes:

Frigorías anuales, Btu/h-anual
Consumo anual de energía, Watt-h-anual

¿Qué indicadores se pueden determinar al emplear este calculador?

La salida del procesador abarca los siguientes índices energéticos.

Comportamiento ideal
calor absorbido en el evaporador (QB), Btu/lb
calor expulsado en el condensador (QA), Btu/lb
trabajo calculado ejercido por el compresor (W), Btu/lb
trabajo calculado ejercido por el compresor (W), kW/lb
porciento enriquecimiento del vapor succión del compresor, %
volumen especifico en la succión compresor, pie3/lb
refrigerante, lb/h-ton (por cada ton refrigeración)
coeficiente de comportamiento ideal COP, (Qb/W)

Comportamiento real
refrigeración total, ton ref.
refrigeración total, Btu/h
potencia frigorifica, (Qb) en kW_frigorifico
potencia teorica, (W) en kWe_teorico
potencia electrica real, (W) en kWe_real
Pérdidas potencia, (Wreal vs Wteorico): kw-h = kWe-(W) y en %
ton ref por kWe (ton/kWe_real)
coeficiente de comportamiento real COP, (Qb/Wreal)
Energy Efficiency Ratio (EER), (Qb)/W
Emisiones de CO2 en kg (Base F/O primario Térmoeléctrico) por kWe_teorico
Emisiones de CO2 en kg (Base F/O primario Térmoeléctrico) por kWe_real
Posibilidades de reducción de emisiones, en kg/kWe_real y en % , mejorando la eficiencia

Indicadores específicos para los Sistemas centralizados de Aire Acondicionado.

a) Coeficiente de Comportamiento Estacional de un Aire Acondicionado o una Bomba de Calor. EER=SEER * 0.85. Calculado en función del valor EER anterior, ARI 210/240 del 2008
b) SEER determinado en función de los Btu/h frigoríficos y la energía consumida en Watt-h en el mismo periodo,

Se ha preparado un artículo y convertido a pdf titulado Sistemas de Refrigeración - Evaluación de la eficiencia integral con el propósito de ofrecer una información básica a los interesados. Este documento contiene las bases técnicas necesarias para entender el procesamiento y los cálculos realizados. El material puede ser descargado libremente. Su contenido aborda las siguientes temáticas:

Resumen termodinámico para entender cómo realizar la evaluación energética
Volumen de refrigerante desplazado y capacidad frigorífica
Sistemas de Refrigeración funcionando como bomba de calor (bc) en la climatización. Diferencias respecto al Sistema de Refrigeración (f).
Pasos a dar para determinar la eficiencia energética del sistema de refrigeración

Como ya se explicó anteriormente, para evaluar la eficiencia energética de los sistemas de refrigeración que emplean amoniaco, ha sido necesario contar con la información de los parámetros y variables de estado de este refrigerante natural, por lo que ha sido necesario automatizar las Tablas del Amoniaco en las 3 fases posibles, líquida, saturada y recalentada.

Este tipo de publicaciones forma parte de un proyecto ambicioso que llevamos a cabo cuyo objetivo central es diseñar este tipo de herramientas que permiten transmitir conocimientos e informaciones actualizadas, expresar en cifras y difundir los indicadores que miden el resultado de los procesos energéticos. Las cifras en sí son más poderosas que mil palabras bien dichas. Ellas dan una idea práctica, posibilitan la toma de decisiones y sirven para medir la tendencia en el tiempo y como se comporta energéticamente un sistema. Difundirlas online posibilita su acceso y utilización por cualquier interesado y desde cualquier rincón conectado.

Para acceder a la información anterior y al Calculador Eficiencia Energética en la Refrigeración - Amoniaco debe dirigirse a www.energianow.com En la sección Calculadores_Energéticos, en el bloque tool3, encontrará la documentación con sus herramientas de cálculo. También se podrá acceder y descargar el artículo.pdf si se hace necesario. En la misma página del procesador se explica paso a paso como proceder con el Calculador Eficiencia Energética en la Refrigeración - Amoniaco. La información es gratuita y solo requiere el registro del usuario en nuestra Base de Datos.

En esa misma sección se publican otras herramientas de cálculo que despertarán el interés por la conservación de la energía. Dentro de ellas se puede interactuar con procesadores online que facilitan calcular las cantidades de CO2 que se desprenden a la atmósfera cuando empleamos combustibles líquidos, o gaseosos, ah, incluyendo la electricidad y otros con diferentes objetivos .

Gracias por la atención,

René RD
Ingeniería Energética General
info@energianow.com
www.energianow.com

Diagnóstico rápido de un sistema de Refrigeración

2010-08-03T19:26:00.000-07:00

Con el fin de poder realizar un diagnóstico rápido, sin requerir una data de información voluminosa de temperatura y presión, se puede realizar el análisis del comportamiento técnico de este tipo de sistemas, altamente consumidor de energía y por lo tanto, generador de emisiones de CO2 a la atmósfera.

En la estructura energética empresarial, territorial , nacional, definitivamente mundial, los Sistemas de Refrigeración y Climatización tienen uno de los mayores pesos en el consumo energético y en las emisiones de CO2.

Como es conocido estos sistemas se emplean para de refrigerar, conservar y mantener los alimentos, también para climatizar el aire dentro de los locales y el interior de los medios de trasporte, enfriándolo. De ahí que su utilización está en todos los lugares posibles, interactuando a diario con nosotros para brindarnos su servicio a cuenta del consumo de energía y principalmente de la energía fósil.

Entonces todo lo que podamos hacer para que este tipo de Sistema funcione con eficiencia, será un aporte directo a las mejoras del medio ambiente, por la reducción inducida en las emisiones de CO2 a la atmósfera.

El diagnóstico rápido, es una radiografía del Sistema de Refrigeración, empleando las TABLAS P-T en fase saturada de los principales refrigerantes, R22 R410 R407 R12 R134a R-717 (incluyendo el amoniaco). Este procedimiento está formado por una documentación básica, que enseña cómo proceder y un Formulario_calculador, ambos online en Internet en nuestra web www.energianow.com y en acceso gratuito. Si quiere saber más sobre este tema, vaya a esta dirección www.energianow.com y en el menú superior de la página principal de la web, active el link Calculadores_Energéticos.

En la sección Calculadores_Energéticos encontrará la documentación con sus herramientas de cálculo para el diagnóstico rápido de los Sistemas de Refrigeración, así como otras herramientas de cálculo que despertarán su interés por la conservación de la energía. Dentro de ellas podrá interactuar con procesadores online que facilitan calcular la eficiencia de operación de sistemas energéticos, o con las que pueden calcular las cantidades de CO2 que se desprenden a la atmósfera cuando empleamos combustibles líquidos, o gaseosos, ah, incluyendo la electricidad.

Gracias por la atención,

René RD

Ingeniería Energética General
info@energianow.com
www.energianow.com

2010-08-02T17:30:00.000-07:00

Calculador de emisiones de CO2

He diseñado un calculador ecológico con formulario de entrada, donde se combinan los recursos de informática y de ingeniería energética aplicados a soluciones de concientización energética.

La utilidad de este calculador será la de mostrarnos la cantidad de CO2 (Dióxido de Carbono) emitido a la atmosfera cuando se quema en un horno, en un generador de vapor, en un motor de combustión interna o cualquier otra equipo que su funcionamiento se base en la combustión; o cuando empleamos la electricidad, la que antes de llegar a los equipos eléctricos por las redes ha sido generada en un proceso partiendo de la combustión, (Plantas Térmicas base Carbón, Fuel y Gas Natural), procesos que en estos momentos y por largo rato serán los de mayor peso en la estructura energética mundial.

Para que el calculador haga su procesamiento y muestre un resultado, se requiere que el usuario introduzca en el formulario de entrada los consumos energéticos que facturan en su empresa, compañía, residencia, edificio, centro comercial, o las estadísticas globales o territoriales, o las cifras de consumo energético que requiera. Haga sus cuentas y conozca la cantidad de kg de CO2 que se emite a la atmósfera por el uso de la energía. Las unidades de entrada para los combustibles fósiles sólidos, líquidos y gaseosos, es la tonelada y para la electricidad el GWh.

Este calculador toma en consideración los portadores energéticos que siguen:
a) tres combustibles líquidos, Fuel, Diesel y Gasolina
b) uno sólido, el Carbón
c) uno gaseoso, el Gas Natural.
d) uno transformado, la electricidad

El calculador nos entregará una cifra representativa del peso contaminante que tienen los combustibles fósiles respecto a su precio por tonelada, informándonos cuanto CO2 se emite cuando se quema un USD de cualquiera de ellos. Así, conocido los dólares de la factura energética respecto a un portador determinado, rápidamente sabremos el daño o huella dejada por esos dólares invertidos que podemos llamarles, "dólares grises".

Esa vinculación facilitará que comprendamos como los dólares invertidos en la compra de combustibles fósiles o la electricidad base combustibles fósiles dejan una huella negativa considerable en la atmósfera de nuestro planeta, y cuando nos hablen de importes de facturas de combustibles o electricidad base fósil, o de cifras mundiales de consumos de energía no convencional, automáticamente nos transportemos a cantidades enormes de CO2 desprendidas.

De ahí la importancia de establecer políticas limpias, reductoras de las emisiones de gases efecto invernadero y descontaminantes. No solo debemos esperar que estas políticas se apliquen a nivel gubernamental, también debemos tomar la iniciativa personal o en colectivo, por aplicar soluciones energéticas que reduzcan el daño que ya hacemos a nuestra necesitada, única y maltratada atmósfera.

Seguidamente les presento el contenido y la estructura del calculador de emisiones de CO2, el que para su correcto funcionamiento requiere de un procesador, basado en códigos de programación, los que se ejecutan en el Servidor (Server) original formando parte del contenido de nuestra web www.energianow.com. Para poder acceder a este servicio, que es gratuito, debes visitar nuestra web www.energianow.com que lo redireccionará a la URL de nuestra web, donde se encuentra disponible el calculador y podrá realizar los cálculos que necesite.

El Formulario de entrada se ha dividido en dos secciones. Combustibles sólidos, líquidos y gaseosos y la electricidad.

En la versión que corre en nuestro Server, se brindan más detalles.

Gracias por la atención,

René RD
Ingeniería Energética General
info@energianow.com
www.energianow.com

EFICIENCIA CELDAS SOLARES SANYO ROMPE SU PROPIO RECORD

2009-06-08T18:20:00.000-07:00

Una noticia alentadora.

SANYO alcanza la mayor eficiencia mundial del 23 % para las celdas de heterojunturas de capas delgadas (HIT).

SANYO Electric Co., Ltd. (SANYO) anunció que sobrepasó su propio record de eficiencia de conversión de energía. Alcanzó el valor mundial mas alto hasta hoy para las celdas de silicio cristalino de 100 cm2 de superficie de captación o mayores llegando al 23,0 % (antes era del 22,3 %)….

Este incremento a la vez favorece la reducción del costo de producción y del uso de materia prima (silicio) en los sistemas fotovoltaicos…..

En el artículo a la vez se explica cuales han sido los pasos seguidos en el desarrollo alcanzado por SANYO, de ahí la importancia de su contenido. Se plantea en el artículo que los resultados anteriores han sido certificados por: The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) USA.

Si es de su interés puede consultar el artículo completo en nuestra Web, URL http://www.energianow.com

EL PRECIO ENERGETICO PORTADORES FÓSILES

2009-05-04T10:41:00.000-07:00

La formación actual del precio de la energía fósil.

1) ¿Cómo hoy medimos el precio de la energía? ¿La forma actual favorece la política de asignación de recursos hacia aquellos sistemas que mas agreden a nuestro Planeta?

2) ¿Cuanto nos cuesta la unidad de energía que en realidad utilizamos? ¿Cuanto nos cuesta un Giga Joule de energía, de los portadores sólidos, líquidos y gaseosos; o un GigaWatt hora de electricidad?

3) ¿El precio actual del portador energético considera la cantidad de CO2 que se emite a la atmósfera cuando es quemado, transformado o convertido? ¿O el que se emite a lo largo de su cadena de producción (demanda energética acumulada)?

3) ¿Si el PIB de todos los países se forma por la integración de las actividades productivas y de servicios, todas consumidoras de energía fósil, entonces….?

4) Sabemos que el precio del portador energético a sustituir juega un papel primordial en la aprobación de las inversiones, pues determina en el rendimiento del dinero y por ello en la decisión de donde colocar los dólares. Bajo los criterios de hoy de ganar, ganar, ganar, es lógico que se decida apostar por aquellas inversiones que más rápido recuperen el dinero invertido….

Bajo el escenario actual, podemos confiar que se han establecido los mecanismos de mercado que se ajustan a las exigencias de reducción de emisiones de gases efecto invernadero. ¿O mejor dicho, confiamos que de cada dólar que se invierte se obtiene el mayor resultado ambiental?

Abro el tema, lo creo importante y de actualidad. Crecen los financiamientos, incentivos y no siempre se asignan a los recursos donde más se necesitan. Sumemos ideas.

Para más información, visite nuestra Web URL http://www.energianow.com donde se publican artículos sobre esta temática.