Maestría Profesional en Ingeniería Mecánica con énfasis en Sistemas Térmicos y de Energía
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Ítem Ítem Diagnóstico energético y propuesta para conservación de energía en el sistema de vapor de la Refinadora Costarricense de Petróleo en la terminal de almacenamiento y distribución El Alto de Ochomogo, Cartago(2011) Salas Núñez, Carlos Humberto; De Lemos Medina, LeonoraEl presente Trabajo Final de Investigación Aplicada consiste en la realización de una auditoría energética detallada o de nivel 2, en el sistema de vapor de la Terminal de Almacenamiento y Distribución de Combustibles El Alto, de la Refinería Costarricense de Petróleo S.A., ubicada en El Alto de Ochomogo, San Nicolás de Cartago. La investigación está dirigida a determinar la forma en que se utiliza la energía térmica generada en las calderas, en el proceso de almacenamiento y venta de productos negros como el búnker y el asfalto, así como en la elaboración, almacenamiento y venta de emulsión catiónica de rompimiento rápido, lo anterior, con la finalidad de identificar aquellos sumideros de energía más importantes, y todas las ineficiencias asociadas al proceso, en busca de identificar las oportunidades de conservación, que permitan el establecimiento de un programa de uso racional y administración de la energía, a través del cual, se implementen las acciones de mejora necesarias para hacer un mejor aprovechamiento de la energía disponible en el sistema, la reducción de costos de operación, y la reducción de emisiones a la atmósfera como consecuencia de un menor consumo de combustibles fósiles en el proceso.Ítem Diseño de un sistema de energía solar para agua de repsición de calderas(2019) Cambronero Espinoza, Andrés Francisco; Suárez Matarrita, LeonardoAnte la crisis energética que se ha agudizado en las últimas décadas, es imperativo buscar nuevas formas de energías renovables que sean sustentables en el tiempo. Conforme los recursos se vuelven más limitados y escasos, la optimización en el uso eficiente de la energía y la utilización de energías renovables ha pasado a tener un papel preponderante en el escenario mundial. La energía solar es un claro estandarte de esta renovación de paradigmas que suscita un nuevo interés a nivel de ingeniería. Desde este contexto, se aborda una situación común en las industrias del país, que reside en el aprovechamiento de la energía solar para las aplicaciones térmicas que se derivan de los procesos de manufactura. Se piensa en la industria pues se sabe que requiere energía térmica en diversas etapas de sus procesos, pero bien se podría hablar acerca de otro fin que pueda hacer un uso del vapor como la generación eléctrica. El presente trabajo detalla el diseño de un sistema de agua de reposición a la sala de calderas de una industria de bebidas mediante el uso de colectores solares para aprovechar la energía térmica solar mediante concentración parabólica. El diseño expuesto se basa en un análisis técnico-económico que permitió seleccionar una alternativa de transferencia de calor indirecta mediante un fluido térmico con concentradores solares de la marca SkyFuel para sustituir parcialmente la energía de combustión de la caldera pirotubular. Para el agua de reposición de la caldera se utilizó en el diseño, agua de un proceso de lavado de botellas que cuenta con características fisico-químicas favorables para su uso en el proceso de generación de vapor. Se determinó una disminución promedio en el consumo de agua de 150 m3 semanales y una sustitución del 12% de la energía térmica de la caldera. Al valorar la viabilidad económica del proyecto se determina...Ítem Evaluación por indicadores de confiabilidad del sistema de aire acondicionado para un centro de almacenamiento de datos(2017) Cortés Beer, Franco Marcel; Ferreto Brenes, SergioEl propósito de este trabajo es llevar a cabo un análisis de los aspectos más relevantes del diseño de sistemas de climatización para un Centro de Procesamiento de Datos. El diseño correcto de sistemas de climatización para CPD, tiene éxito cuando se trabaja en equipo con las distintas disciplinas y se entienden detalles críticos de los equipos de cómputo que operan en los CPD, tanto de las condiciones necesarias para operar correctamente así como de la disipación de calor estimada, esta información permite la selección correcta de los diferentes componentes. Se hace un repaso respecto de las generalidades del enfriamiento de CPD así como de las distintas maneras como el aire se hace llegar hacia y desde las zonas críticas. Para ello se valoraron los parámetros de operación de un sistema en operación y se caracterizó la carga térmica correspondiente a ese sistema, en parte para prevenir eventuales condiciones de falla y formular un conjunto de recomendaciones para evitarlas. Se revisa el estado del conocimiento y las más recientes prácticas recomendadas en el diseño y en el entendimiento del comportamiento de los equipos de cómputo en particular y los centros de almacenamiento de datos como conjunto al que debe proveerse servicio. El caso en estudio se caracteriza con indicadores críticos predefinidos, lo que se coteja con la operación documentada de otros CPD según la información disponible en el Lawrence Berkeley National Laboratory. Se proponen una serie de recomendaciones de diseño y prácticas sugeridas para la localidad en estudio, en donde el principal aspecto es el nivel de comprensión de los requisitos técnicos de los equipos que van a operar en el CPD, este es el punto de partida para el éxito del diseño, el cual se puede amoldar lo mejor posible a las necesidades reales.Ítem Diseño del sistema de aire acondicionado y ventilación para el edificio del Centro Nacional de Control del Dolor y Cuidados Paliativos(2017) Flores Quirós, Luis Andrés; Monge Gapper, Juan Gabriel, 1977-En este proyecto, se realizó el diseño de un sistema de acondicionamiento de aire para el edificio del Centro Nacional de Control del Dolor y Cuidados Paliativos, localizada en barrio Aranjuez, San José de Costa Rica. Dicho centro hospitalario atiende a la población cuya salud se encuentra muy deteriorada, lo que hace imposible tratamiento médico correctivo. La Universidad de Costa Rica ofreció el diseño de los planos del edificio a la Caja Costarricense del Seguro Social, ya que no se contaba con recursos para realizarlos de manera externa. Para realizar este proyecto, se determinaron las condiciones de diseño requeridas para un centro de este tipo. Se desarrolló una metodología de trabajo que inicia en la recolección de datos, pasando por cálculo de carga térmica, selección del sistema a utilizar, y la elaboración de planos y especificaciones de aire acondicionado. Se obtuvo como resultado final el diseño de un sistema de agua helada, lo que requiere una planta de enfriamiento con capacidad pico combinada de 158 kW. El sistema utiliza unidades manejadoras de agua helada. Se realizó además un análisis para determinar si existía la posibilidad de contaminación cruzada entre aposentos considerados críticos.Ítem Utilización de calentadores solares para el precalentamiento del agua del área de hospitalización del Hospital Clínica Bíblica, San José Costa Rica(2010) Rojas Zamora, Joaquín; Ferreto Brenes, SergioEl siguiente trabajo de investigación aplicada, consiste en el análisis de la factibilidad técnica y financiera de instalar un sistema de precalentamiento de agua para uso en el área de Hospitalización en el Hospital Clínica Bíblica. Para realizar dicha investigación se inició con el análisis de los equipos que existen en el nosocomio para calentar el agua del área en estudio. Seguidamente, se estimó la cantidad de energía solar que se podría aprovechar en la zona geográfica donde se ubica el hospital, para luego calcular el área total con que se dispone para la colocación de los colectores solares. A partir de las dos tecnologías de colectores solares que se consideraron inicialmente: colectores planos y de tubos de calor, se procedió a elegir la más apropiada, a partir de un análisis económico por el método del VAN para ambos equipos. Para ello se determinó el ahorro que cada colector podría generar y el costo de la inversión inicial para cada coso. Seleccionado el tipo de colector, se planteó una configuración de su instalación y de la red hidráulica necesaria para su funcionamiento, partiendo de la elección del tipo y diámetro de tuberías, el material y espesor de su aislamiento térmico. Continuado con la escogencia de la bomba de recirculación, tanque de almacenamiento y su tipo y espesor de aislamiento térmico. Determinándose finalmente que el colector más favorable para esta aplicación es el plano, con una inclinación de 10 hacia el sur. Con una configuración hidráulica de 15 paneles en paralelo con flujo inverso, una tubería de cobre tipo L con un diámetro de 32mm y un espesor de aislamiento de 38mm. Una bomba de recirculación con una capacidad de 5.6GPM con una cabeza de 1.2m de columna de agua, y un tanque de almacenamiento existente de 380galones, sin embargo se recomienda instalar uno de 534galones para aprovechar al máximo la energía solar...Ítem Comparación técnico-económica de las marmitas de gas propano, vapor y eléctricas(2005) Sequeira Montero, Alvaro; Arias Arias, José ElmerDado las altas inversiones en equipamiento e infraestructura para la generación de vapor para el uso en marmitas y el alto coste de la energía asi como los largos tiempos de respues'ta para las marmitas eléctricas, se pretende con este trabajo analizar la alternativa del uso del gas propano como fuente de energía. Se plantean dos sistemas; directamente con un quemador de gas, e indirectamente con agua caliente desde un generador de agua caliente a gas. Se realizan los cálculos de la energía necesaria para calentar un producto, agua en este caso, en una marmita con una capacidad de 225 litros. Esto se compara con la capacidad de los quemadores disponibles en el mercado local, determinándose que no es suficiente. Resultan tiempos de calentamiento extremadamente largos por cuanto el área, característica de las marmitas típicas, no permite la adecuada transferencia de calor, debido a que no hay área suficiente para un intercambio eficiente entre superficie de la marmita y los gases de combustión. Los tiempos de calentamiento son inclusive mayores a los de las marmitas eléctricas. Por lo tanto, la alternativa de utilizar directamente un quemador de gas propano como fuente de energía en una marmita no resulta factible. También se descarta el sistema de utilizar agua caliente proveniente de un calentador con gas propano, pues se determinó que el tiempo de calentamiento es mayor que el de las marmitas eléctricas. Con el fin de dar a la lndustria Alimentaria elementos de juicio para la elección de una marmita, se realizó un estudio comparativo del costo de inversión y producción utilizando marmitas de vapor versus marmitas eléctricas. Se determinó que la inversión inicial en equipos, tanques de almacenamiento, tuberías y accesorios que se debe realizar para producir vapor para uso en una marmita es de $15 130 577,00 y el costo de operación es de ¿5 866,55 por hora...