Análisis termodinámico de un chiller de absorción de 1 y 2 etapas de una planta de cogeneración

Main Article Content

Hugo F. Zuñiga-Puebla http://orcid.org/0000-0003-0732-8108
E. C. Vallejo-Coral https://orcid.org/0000-0003-2065-0484
Jose Ramon Vega Galaz https://orcid.org/0000-0002-7630-2035

Keywords

Absorción, calor recuperado, cogeneración, COP, energía desperdiciada

Resumen

Se han desarrollado modelos termodinámicos de enfriadores de agua por absorción de una etapa y ciclo no común de dos etapas que usan calor de desecho (de motores de combustión interna de 8,7 MW cada uno) para analizar las condiciones de operación de los equipos. Se ha realizado la comparación del sistema de una etapa con el sistema propuesto (2 etapas) en esta investigación. El coeficiente de desempeño (COP) obtenido para ambos sistemas fue el mismo, pero el calor removido del espacio refrigerado aumento de 1,3 MW (una etapa) a 1,6 MW (dos etapas) debido a que se recupera más energía residual utilizando un segundo generador. El calor residual aprovechado por el equipo de refrigeración fue de 3,8 MW y el factor de planta del proceso de cogeneración fue de 58,11 % y la capacidad de refrigeración del equipo fue de 1,623 kW. Finalmente, los ahorros económicos estimados por concepto de energía eléctrica que se tienen por poner en marcha el sistema de refrigeración por absorción que utiliza gases de escape como fuente de energía en lugar de un equipo común de refrigeración por compresión de la misma capacidad son 142 000,00 USD/año.
Abstract 1459 | PDF Downloads 707 PDF (English) Downloads 236 HTML Downloads 278 HTML (English) Downloads 36

Citas

[1] ASHRAE, Handbook - Fundamentals. 2009, inch-pound ed., American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 2009. [Online]. Available: https://goo.gl/X11TGj
[2] C. Moné, D. Chau, and P. Phelan, “Economic feasibility of combined heat and power and absorption refrigeration with commercially available gas turbines,” Energy Conversion and Management, vol. 42, no. 13, pp. 1559–1573, 2001. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/S0196-8904(00)00157-6
[3] J. Rodríguez-Muñoz and J. Belman-Flores, “Review of diffusion–absorption refrigeration technologies,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 30, pp. 145–153, 2014. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.09.019
[4] K. Ullah, R. Saidur, H. Ping, R. Akikur, and N. Shuvo, “A review of solar thermal refrigeration and cooling methods,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 24, pp. 499–513, 2013. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.03.024
[5] K. E. Herold, R. Radermacher, and S. A. Klein, Absorption Chillers and Heat Pumps. CRC Press, 2016, ch. 10. Two-Stage Ammonia/Water Systems, pp. 215–232. [Online]. Available: https://goo.gl/MrMG2m
[6] D. Colorado and W. Rivera, “Performance comparison between a conventional vapor compression and compression-absorption single-stage and double-stage systems used for refrigeration,” Applied Thermal Engineering, vol. 87, pp. 273–285, 2015. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.05.029
[7] M. Conde, Thermophysical properties of NH3 + H2O Solutions for the industrial design of absorption refrigeration equipment, Formulation for
industrial use. M. Conde Engineering. p. 11. 2004. [8] S. Said, K. Spindler, M. El-Shaarawi, M. Siddiqui, F. Schmid, B. Bierling, and M. Khan, “Design,
construction and operation of a solar powered ammonia–water absorption refrigeration system in saudi arabia,” International Journal of Refrigeration, vol. 62, pp. 222–231, 2016. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2015.10.026
[9] Y. Wang, C. Wang, and X. Feng, “Optimal match between heat source and absorption refrigeration,” Computers & Chemical Engineering, vol. 102, pp. 268–277, 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2016.11.003
[10] S. Du, R. Wang, and X. Chen, “Development and experimental study of an ammonia water absorption refrigeration prototype driven by diesel engine exhaust heat,” Energy, vol. 130, pp. 420–432, 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.05.006
[11] AGO AG. (2017) Cooling from waste heat: efficient energy supply – from small to large-scale industrial projects. AGO AG Energie + Anlage. [Online]. Available: https://goo.gl/id5TYk
[12] V. Chakravarthy, R. Shah, and G. Venkatarathnam, “A review of refrigeration methods in the temperature range 4–300 k.” ASME Journal of Thermal Science and Engineering Applications, vol. 3, no. 2, pp. 020 801–020 819, 2011. [Online]. Available: http://doi.org/10.1115/1.4003701
[13] R. J. Dossat, Principios de Refrigeración. Compañía Editorial Continental, 1980. [Online]. Available: https://goo.gl/CG3Tbg
[14] P. Srikhirin, S. Aphornratana, and S. Chungpaibulpatana, “A review of absorption refrigeration technologies,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 5, no. 4, pp. 343–372, 2001. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/S1364-0321(01)00003-X
[15] F-chart software. (2016) Engineering Equation Solver (EES). [Online]. Available: https://goo.gl/sYqcRc
[16] Y. Fan, L. Luo, and B. Souyri, “Review of solar sorption refrigeration technologies: Development and applications,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 11, no. 8, pp. 1758–1775, 2007. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.rser.2006.01.007
[17] S. Steiu, D. Salavera, J. C. Bruno, and A. Coronas, “A basis for the development of new ammonia–water–sodium hydroxide absorption chillers,” International Journal of Refrigeration, vol. 32, no. 4, pp. 577–587, 2009. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2009.02.017
[18] F. Kreith, S. Wang, and P. Norton, Air conditioning and refrigeration engineering. CRC Press, 1999. [Online]. Available: https://goo.gl/675PxJ
[19] SENER. (2017) Precios medios de energía eléctrica por tipo de tarifa. Secretaría de Energía. México. [Online]. Available: https://goo.gl/sz22NF