Simulación de un hábitat antártico: diseño de una cámara frigorífica

Gil Crespo, Elisa (2017). Simulación de un hábitat antártico: diseño de una cámara frigorífica. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Simulación de un hábitat antártico: diseño de una cámara frigorífica
Autor/es:
  • Gil Crespo, Elisa
Director/es:
  • Rodríguez Martín, Javier
  • Sánchez Orgaz, Susana
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Fecha: Septiembre 2017
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Energética
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

En este proyecto se estudian los pasos a seguir para la simulación de un hábitat antártico. Se trata de replicar las condiciones de la instalación “Los Polos” de Faunia, el mayor pingüinario de Europa. El primer paso es el estudio del problema teórico, resolución de las ecuaciones que modelan las cargas térmicas. Mediante un estudio de transferencia de calor se llega a un sistema de ecuaciones que computa las infiltraciones de calor a las que esta sometida la cámara. Estas se dividen en tres: las recibidas desde el exterior, debidas a los cerramientos (paredes, suelo y cubierta) y ; las recibidas a causa del mantenimiento de la cámara, que son las causadas por la ilumianción, los motores y el aire de renovación; y las cargas motivadas por la propia conservación del hábitat y la especie: la transpiración de los pingüinos que habitan en él, la del personal que entra a la cámara para su alimentación y cuidado, y la de la generación de la humedad necesaria para el hábitat.Conocer estos factores lleva a estudio de las condiciones que modelan el hábitat: las dimensiones de la cámara y su forma, las condiciones térmicas que rodean la cámara y las que modelan el hábitat del interior, los materiales de los que están compuestos los cerramientos, el tipo de motores y de iluminación que hay en la cámara, el número de pingüinos que en ella habitan, las veces que entran los operarios a alimentarles, etc. Esto da lugar a una serie de tablas que, junto con las ecuaciones anteriores, modelan el comportamiento de las infiltraciones de calor en la cámara de forma unívoca. Por ejemplo, al visitar las instalaciones de Faunia, se observó que la pared trasera es una pared cilíndrica de unos 15 m de diámetro; al hablar con un operario, se confirmó que esta pared era adyacente a las cocinas de la instalación, por lo que la condición térmica exterior es de 22ºC (condiciones de confort) y la interior la tempertura antártica (de -2 a 7ºC, variable con las estaciones). Con estos datos, la ecuación 1 y la tabla de datos de los materiales que componen la pared se puede calcular la carga térmica que se infiltra en la cámara debida a esta pared.Como la temperatura exterior es de 22ºC y la interior varía desde los -2ºC en condiciones de invierno hasta los 7ºC en condiciones de verano, se pueden calcular las cárgas máximas y mínimas debidas a esta pared. Repitiendo este proceso para todos y cada uno de los factores que modelan la cámara, se obtiene un rango de cargas de 11.83 a 15.48kW. Estas cargas son las que el ciclo frigorífico debe ser capar de remover. Aplicando un factor de seguridad del 10 %, se buscan ciclos que sean capaces de dar una potencia frigorífica de más de 17kW. Estos ciclos se buscan entre tres empresas líderes del sector: Intarcon, GreenFrío y Zanotti. Se seleccionan seis ciclos con diferentes rangos de potencia, refrigerantes, potencia absorbida por el compresor, etc. Tras esto, se lleva a cabo un análisis energético y económico de todos los ciclos para poder comparar unos con otros en función de su adaptabilidad las condiciones que se requieren para la cámara y su relación calidad precio. Para ello, se calcula la inversión inicial necesaria en cada equipo y su coste de mantenimiento anual (debido a la energía eléctrica que alimenta al compresor). El equipo que se selecciona es uno de la empresa Zanotti, de la familia DBD. En el capítulo de resultados se exponen los planos de este equipo y se lleva a cabo un estudio del ciclo completo con el software que proporciona la casa Bitzer. Por último, se realizan unos estudios de viabilidad ambiental con el EIA y las emisiones de CO2, así como un estudio de la planificación temporal del proyecto.

Más información

ID de Registro: 48871
Identificador DC: http://oa.upm.es/48871/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:48871
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 08 Ene 2018 13:35
Ultima Modificación: 04 Jun 2018 09:02
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