Optimización de sistemas centralizados de agua helada en la etapa prematura del diseño comercial // Optimization of chilled water system in premature stage of coommercial design

En el presente trabajo se propone un procedimiento para la optimización de un sistema de climatizacióncentralizada por agua helada en la etapa prematura del diseño comercial, para ello se crea un modelohíbrido que combina herramientas termoeconómicas con técnicas de inteligencia artificial como son lasredes neuronales artificiales y los algoritmos genéticos para minimizar el costo de los productos finales delsistema (agua fría para climatización de locales y agua caliente para calentamiento de agua sanitaria).Con este objetivo se calculan las variables de diseño y de operación que garantizan el mínimo costo totaldel sistema, formado por los costos capitales de cada uno de sus componentes y el costo asociado a laenergía consumidaPalabras claves: termoeconomía, optimización, algoritmos genéticos, sistemas de climatizacióncentralizada.__________________________________________________________________AbstractIn this paper the procedure of optimization for the conceptual design of a centralized air conditioning chillerwater system is developed, for which a hybrid model is created that combines thermoeconomic tools withartificial intelligence technique such as Artificial Neural Networks (ANN) and Genetic Algorithms (GA) forthe optimization of the final products of the system. With this objective the design and operation variablesare calculated that guarantees the minimum total cost of the system, including the capital costs of each ofits components and the cost associated to the energy consumed.Key words: thermoeconomic, optimization, genetic algorithms, chiller.</p

Evaluación termodinámica de sistemas de climatización centralizados por agua helada usando herramientas de inteligencia artificial

Se presenta el análisis de un sistema centralizado de climatización por agua helada con el objetivo de evaluar las irreversibilidades en los componentes principales del ciclo, así como la sensibilidad de este indicador ante las variaciones de las condiciones de operación. Se hace uso de redes neuronales artificiales (RNA) y algoritmos genéticos (AG), herramientas de Matlab para  determinar las propiedades de los refrigerantes en cada punto del ciclo en estudio y que éstas, a su vez, interactúen con las ecuaciones que describen el comportamiento termodinámico del sistema. La temperatura del refrigerante a la salida del  compresor se determina a partir de un modelo híbrido que conjuga el modelo neuronal con un algoritmo genético simple como herramienta de optimización. Como resultado final se identifican  los componentes del ciclo más sensibles ante las variaciones de las condiciones de trabajo, se obtiene que el evaporador y el mecanismo de expansión, respectivamente, siguen al compresor con pérdidas exergéticas significativas, sumando entre todas 85,62% de las irreversibilidades totales del sistema, conformándose así una herramienta útil para la  evaluación de tales sistemas

A thermodynamic evaluation of chilled water central air conditioning systems using artificial intelligence tools

 An analysis of a chilled water central air conditioning system is presented. The object was to calculate main cycle component irreversibility, as well as evaluating this indicator’s sensitivity to operational variations. Artificial neural networks (ANN), genetic algorithms (GA) and Matlab tools were used to calculate refrigerant thermodynamic properties during each cycle stage. These tools interacted with equations describing the system’s thermodynamic behaviour. Refrigerant temperature, when released from the compressor, was determined by a hybrid model combining the neural model with a simple genetic algorithm used as optimisation tool; the cycle’s components which were most sensitive to changes in working conditions were identified. It was concluded that the compressor, evaporator and expansion mechanism (in that order) represented significant exergy losses reaching 85.62% of total system irreversibility. A very useful tool was thus developed for evaluating these systems.  Se presenta el análisis de un sistema centralizado de climatización por agua helada con el objetivo de evaluar las irreversibilidades en los componentes principales del ciclo, así como la sensibilidad de este indicador ante las variaciones de las condiciones de operación. Se hace uso de redes neuronales artificiales (RNA) y algoritmos genéticos (AG), herramientas de Matlab para  determinar las propiedades de los refrigerantes en cada punto del ciclo en estudio y que éstas, a su vez, interactúen con las ecuaciones que describen el comportamiento termodinámico del sistema. La temperatura del refrigerante a la salida del  compresor se determina a partir de un modelo híbrido que conjuga el modelo neuronal con un algoritmo genético simple como herramienta de optimización. Como resultado final se identifican  los componentes del ciclo más sensibles ante las variaciones de las condiciones de trabajo, se obtiene que el evaporador y el mecanismo de expansión, respectivamente, siguen al compresor con pérdidas exergéticas significativas, sumando entre todas 85,62% de las irreversibilidades totales del sistema, conformándose así una herramienta útil para la  evaluación de tales sistemas.

Método para la evaluación de la eficiencia e impacto ambiental de un generador de vapor

This work deals witha methodfor assessingenergy efficiencyand environmental impactof afire tube.Lossesthat occurin the boiler andthe expectedvalues thereofare described. By usingnon-invasiveequipmentasthe ultrasonic imagerflow meterandthegas analyzercombustion,surface temperatureprofileis determined, the flow offeedwaterandthe composition of thecombustion gases, which are necessaryfor calculating theenergy performanceby applyingdirect and indirectconventional assesses methods andexergy evaluationof the boilerirreversibilities.The degree ofover sizinginunderutilized offacilitiesworkingat the timeof the inspection wasestimatedas well asthe environmentalimpact caused bytheoperation of the equipmentEn el trabajo se expone un método para la evaluación de la eficiencia energética y el impacto ambiental de un generador pirotubular. Se describen las pérdidas que se producen en la caldera y los valores esperados de las mismas. Mediante el uso de equipos no invasivos como la cámara termográfica, medidor de flujo ultrasónico y analizador de gases de la combustión se determina el perfil de temperatura superficial, el flujo de agua alimentar y la composición de los gases de la combustión, los cuales son necesarios para el cálculo del rendimiento energético aplicando los métodos convencionales directo e indirecto y la evaluación exergética que valora la irreversibilidad interna de la caldera. Se evalúa el grado de sobredimensionamiento en instalaciones que trabajan subutilizadas en el momento de la inspección y se estima el impacto ambiental que produce el funcionamiento de dicho equip

Procedimiento para la optimización del diseño conceptual de sistemas de climatización centralizada por agua helada

En el presente trabajo se propone un procedimiento para la optimización del diseño conceptual de un sistema de climatización centralizada por agua helada, para ello se crea un modelo híbrido que combina herramientas termoeconómicas con técnicas de inteligencia artificial como son las redes neuronales artificiales y los algoritmos genéticos para minimizar el costo de los productos finales del sistema (agua fría para climatización de locales y agua caliente para calentamiento de agua sanitaria). Con este objetivo se calculan las variables de diseño y de operación que garantizan el mínimo costo total del sistema, formado por los costos capitales de cada uno sus componentes y el costo asociado a la energía consumida

Wolfram Mathematica, aplicado a la transferencia de calor, método, solución exacta, para procesos de extrusión

Computer programs for the solution to problems of everyday life, are very common, how quickly results can be obtained, than by traditional methods would be very laborious, and the conclusions to be arrived, for those in solutions , lead repeated calculations, even more. The aim of this work is to demonstrate, and through programming with Wolfram Mathematica 8.0 for the method of the exact solution, quick results are achieved and more accurately than by the method of approximation, the first term or any other, making it possible, depending on the worked geometries, perform different types of comparisons or studies demonstrating their behavior, to various parameters taken into account, on equal terms, as they are, geometric properties, as diameter, length, thickness, volume and physical properties such as thermal conductivity, specific heat and density, appreciating how they influence on results as cooling times, production according to the physical properties and equipment design, consumption rates, temperatures in the center and surface and others, according to the method of extruding plastic pipes, very necessary in production processes requiring precise monitoring and constantLos programas computacionales, para la solución a problemas de la cotidianidad, son muy comunes, por la rapidez en que pueden obtenerse resultados, que por los métodos tradicionales, serían muy trabajosos y sobre todo, aquellos en que las soluciones llevan repetidos cálculos. El trabajo pretende demostrar, como a través de la programación, aplicando el método de la solución exacta, se logran resultados rápidos, precisos, sobre similitudes y diferencias entre distintas geometrías en la transferencia de calor, que demuestran el comportamiento, según parámetros, en igualdad de condiciones, (propiedades geométricas; diámetros, longitud, espesores, volúmenes) y físicas, (conductividad térmica, calor específico y densidad), apreciando cómo influyen, en resultados como, tiempos de enfriamiento, producción según las propiedades físicas y el diseño del equipo, índices de consumo, temperaturas en el centro y superficie y otras, según, el método de extrusión de tuberías plásticas, necesarios en procesos productivos que requieren de monitoreo constantes

La gestión energética: una alternativa eficaz para mejorar la competitividad empresarial.

El desarrollo actual y perspectivo de la región requiere de acciones encaminadas a reducir costos, proteger el medio ambiente y aumentar la competitividad de las empresas, ante una economía cada vez más abierta y globalizada. La eficiencia energética es una de las principales áreas de oportunidad para reducir costos, proteger el medio ambiente e incrementar la competitividad de las empresas. Estudios realizados en numerosas empresas de Cuba, México, Colombia y Ecuador, han puesto de manifiesto el bajo nivel de la gestión energética en ellas, así como las posibilidades que existen de reducir costos energéticos mediante la creación en las mismas de capacidades técnico organizativas para administrar eficientemente la energía. La tecnología de gestión total eficiente de la energía, desarrollada por el centro de estudios de energía y medio ambiente, perteneciente a la Universidad de Cienfuegos, tiene como objetivo central crear en las empresas las capacidades técnico organizativas propias para administrar eficientemente la energía, posibilitando el mejoramiento continuo de la eficiencia, la reducción de los costos energéticos y del impacto ambiental asociado. La TGTEE ha tenido una amplia generalización, demostrando su efectividad al alcanzar significativos impactos económicos, sociales y ambientales, contribuyendo a la creación de una cultura energética y ambiental