Photovoltaic evaporative chimney as a new alternative to enhance solar cooling

Cooling sector plays a crucial role in the World’s transition towards an efficient and decarbonised energy system. Solar cooling is an attractive idea because of the chronological coincidence between available solar radiation and cooling needs. This paper studies the possibility of increasing the efficiency of solar photovoltaic modules by evaporative cooling. This, combined with the use of a water condensed chiller, will enable an efficient cooling system design as a whole. To achieve this goal this paper experimentally evaluates the thermal and electrical performance of a Photovoltaic Evaporative Chimney. A prototype with two photovoltaic modules was built; one of them is used as a reference and the other is modified in its rear side including the evaporative solar chimney. The system is able to dissipate a thermal power of about 1500 W with a thermal efficiency exceeding 30% in summer conditions. The module temperature differences reach 8 K, depending on the wind conditions and ambient air psychrometric properties. Regarding the electrical efficiency, the results showed an average improvement of 4.9% to a maximum of 7.6% around midday in a typical summer day for a Mediterranean climate.The authors wish to acknowledge the collaboration in the experimental work of the following Mechanical and Electrical Engineering students: S. Rodríguez, J.F. Bernal, P. Díez, H. Garcés, C. Selva, V. García, J. Navas and E. Gálvez; and especially to E. Sánchez for his amazing work as a lab technician

Optimización energética de un sistema de climatización condensado con torre de refrigeración

El aumento del consumo energético en los últimos años ha propiciado la aparición de políticas de eficiencia energética en numerosos países, cuyo principal objetivo es la disminución de las emisiones de CO2. Este incremento se ha visto afectado por el creciente uso de sistemas de climatización debido a los nuevos estándares de confort. En este ámbito, la condensación evaporativa se presentan como una de las elecciones más eficientes para la disipación de calor ya que opera con bajas temperaturas de agua, y a iguales condiciones de funcionamiento, el consumo y los costes del equipo son menores respecto a otros sistemas como los de condensación por aire. A pesar de su buen comportamiento térmico, las torres de refrigeración han sido sustituidas por sistemas secos debido a sus problemas medioambientales. Si bien el estudio de las torres se ha fundamentado principalmente en el relleno, se han llevado a cabo diversos trabajos en los que se determina su característica térmica para diferentes sistemas de distribución y separadores de gotas, pero no se han encontrado estudios que traten la influencia de diferentes configuraciones en climatización. Este trabajo modeliza en TRNSYS una torre de refrigeración para dos sistemas de distribución de agua y seis separadores de gotas, validando cada combinación a través de datos experimentales térmicos y de consumo eléctrico. Posteriormente se define una enfriadora comercial agua-agua, evaluando el punto óptimo de funcionamiento torreenfriadora para unas condiciones ambientales. Finalmente se simula una instalación de climatización en diferentes ubicaciones geográficas, definiendo un edificio de referencia atendiendo a la normativa vigente y evaluando tanto el consumo energético como el gasto de agua. Los resultados muestran un consumo mínimo para una frecuencia de giro del ventilador de la distinta a la nominal, apreciándose la influencia de los separadores de gotas y los sistemas de distribución tanto en el consumo energético final como en el gasto de agua.Este trabajo se enmarca en el Plan Nacional “Estudio para la mejora de instalaciones de energía solar térmica y enfriamiento evaporativo en edificios y centrales termosolares” (ENE2013-48696-C2-1-R)

Estudio del comportamiento térmico de sistemas de disipación de calor para ciclos de potencia y refrigeración en distintas condiciones de operación

El incremento en el consumo de energía en los últimos años ha contribuido al desarrollo, por parte de numerosos países, de políticas relacionadas con la eficiencia energética y el fomento de acciones más respetuosas con el medio ambiente, con el objetivo principal de reducir las emisiones de CO2. Medidas como las propuestas por la Comisión Europea sobre clima y energía 2030 confirman este hecho. Los sistemas de disipación de calor, tanto en aplicaciones industriales como domésticas, suponen una parte importante del consumo energético. Es por esto que surge la necesidad de optimizar este tipo de instalaciones con el fin de obtener una mayor eficiencia energética. Alcanzar un correcto dimensionado o una configuración de componentes adecuada podrían ser formas de abordar esta tarea. Por otro lado, el uso de condensadores evaporativos y torres de refrigeración también podrían jugar un papel importante, ya que son dispositivos con una gran eficiencia y trabajan con temperaturas de agua bajas. Además, el consumo de energía y el coste de estos equipos es menor para las mismas condiciones de operación con respecto a otros sistemas de disipación de calor como los aero-refrigeradores secos. Sin embargo, uno de los principales retos en el funcionamiento de los sistemas de condensación evaporativa es preservar las fuentes de agua dulce, ya que su consumo suele ser elevado. También existe un potencial riesgo de proliferación de patógenos como la Legionella, que ha ocasionado que algunos gobiernos locales restrinjan su instalación en núcleos urbanos en detrimento de la eficiencia energética. Los objetivos del presente trabajo fueron los siguientes: • Evaluar la deposición del arrastre, a través de la técnica del papel hidrosensible, de una torre de refrigeración experimental en un entorno urbano empleando distintas configuraciones de funcionamiento y bajo distintas condiciones ambientales de dirección y velocidad de viento. Los datos recabados se han utilizado para evaluar el comportamiento de las gotas de agua ante un posible foco de infección por Legionella. En relación a los patrones registrados en la deposición, tanto la cantidad de agua como el tamaño característico de la gota disminuyen a medida que aumenta la distancia con respecto a la torre. Se encontraron variaciones del 70% en el agua depositada a distancias cercanas a la torre cuando el nivel de velocidad de viento era bajo. Además la dirección del viento también afectó a los niveles de deposición. Se observó una diferencia promedio del 45% entre los resultados obtenidos por el viento proveniente del noroeste y del sureste. • Estudiar la influencia de distintas estrategias de control para la optimización de un sistema de refrigeración, atendiendo al consumo energético y gasto de agua en términos económicos. El modelo se diseñó en el entorno de simulación de procesos transitorios conocido como TRNSYS. La instalación se compone de una torre de refrigeración, una enfriadora agua-agua y un edificio de referencia. Para el modelo de la torre se utilizaron datos recopilados de trabajos previos, llevados a cabo en la torre de refrigeración experimental mencionada en el punto anterior. Se consideraron doce configuraciones, combinando seis separadores de gotas y dos sistemas de distribución de agua. En cuanto a la gestión del modelo, se utilizaron tres tipos de control comunes más otro adicional, diseñado para este trabajo, en el que se incluía control y optimización En lo que se refiere a los modelos de simulación con los sistemas de control más comunes, se registró un mayor consumo energético en aquellos que se centraban en gestionar la temperatura del agua de salida de la torre de refrigeración. A medida que dicha temperatura aumentaba, la penalización en el consumo del compresor de la enfriadora era mayor. Los resultados mostraron que la influencia del separador de gotas y el sistema de distribución de agua puede suponer unos ahorros máximos del 10,2% en cuanto al consumo energético, hasta un 4,8% en la reducción de consumo de agua o llegar a reducir los costes combinados de energía y agua un 8,2%

Optimum Design and Operation of an HVAC Cooling Tower for Energy and Water Conservation

The energy consumption increase in the last few years has contributed to developing energy efficiency policies in many countries, the main goal of which is decreasing CO 2 emissions. One of the reasons for this increment has been caused by the use of air conditioning systems due to new comfort standards. In that regard, cooling towers and evaporative condensers are presented as efficient devices that operate with low-level water temperature. Moreover, the energy consumption and the cost of the equipment are lower than other systems like air condensers at the same operation conditions. This work models an air conditioning system in TRNSYS software, the main elements if which are a cooling tower, a water-water chiller and a reference building. The cooling tower model is validated using experimental data in a pilot plant. The main objective is to implement an optimizing control strategy in order to reduce both energy and water consumption. Furthermore a comparison between three typical methods of capacity control is carried out. Additionally, different cooling tower configurations are assessed, involving six drift eliminators and two water distribution systems. Results show the influence of optimizing the control strategy and cooling tower configuration, with a maximum energy savings of 10.8% per story and a reduction of 4.8% in water consumption

Energías renovables.- ANÁLISIS DE LA INFLUENCIA DEL SISTEMA DE CONDENSACIÓN EN EL CONSUMO DE AGUA Y PRODUCCIÓN DE ENERGÍA DE UNA PLANTA TERMOSOLAR

RESUMEN Las plantas basadas en la concentración de energía solar (CSP) están experimentando un gran desarrollo. España y Estados Unidos son países líderes en este tipo de tecnologías, con una potencia instalada en España en 2015 de 2362 MW, frente a los 4500 MW a nivel mundial. En las centrales térmicas es necesario disipar el calor a un foco frío. Habitualmente este proceso se lleva a cabo mediante una corriente de agua o aire. Empleando agua se obtiene una temperatura de condensación menor, por lo que a igualdad de condiciones de operación se obtiene un mayor rendimiento. En este sentido, la influencia por cada grado Celsius en la potencia generada es de 0,5 a un 1%. Este tipo de sistemas de refrigeración requiere de una gran cantidad de agua, del orden de 2,274 a 3,411 m3/h por MW. Sin embargo la ubicación idónea para la instalación de las plantas de CSP a menudo cuenta con una importante escasez de agua y fuertes restricciones para su uso. En cuanto a la condensación por aire, la principal ventaja es que no requiere de agua de aporte. No obstante, ocupa una mayor área de intercambio y tiene un mayor consumo energético en los ventiladores. Con el fin de encontrar una situación de compromiso, se plantea el uso del pre-enfriamiento evaporativo como una posible solución para la mejora del rendimiento de las plantas termosolares, puesto que reduce la temperatura de entrada del aire al condensador seco mejorando su rendimiento térmico. La reducción del consumo de agua en las centrales termosolares es uno de los objetivos englobados dentro del marco europeo del Horizonte 2020 y del que han surgido proyectos como el de WASCOP. El objetivo de este trabajo es evaluar una planta termosolar de captadores cilindro-parabólicos, modelizada a través de datos experimentales en el software de cálculo de EES, utilizando tres diseños de condensador (torre de refrigeración, aerocondensador y aerocondensador con pre-enfriamiento adiabático) en términos de producción de energía y gasto de agua

Aula de prevención y resolución de conflictos

Esta publicación es resultado del Proyecto de Innovación Educativa seleccionado por la Dirección General de Recursos Humanos y Calidad Educativa.Contiene material didáctico para trabajar el el aula.Se presentan los resultados de un proyecto de innovación que identifica los problemas de conducta del alumnado de ESO y propone materiales para su prevención, tratamiento y erradicación, tales como absentismo, abandono, acoso, xenofobia y racismo. Los objetivos del trabajo por tanto se centran en la disminución de la situaciones conflictivas, la reducción del absentismo escolar, el trabajo de las deficiencias en ámbitos lingüísticos y científicos y el fomento de las normas de convivencia. Para ello se propone material individualizado y fichas de refuerzo de las principales áreas y materiales específicos dedicados a la prevención de conflictos.Consejería de Educación y Universidades; Avda. La Fama, 15; 30006 Murcia; Teléfono 968 279845; [email protected]; www.educarm.es/publicacionesES