Ducha mixta de aire temperado

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Proyecto : DUCHA MIXTA DE AIRE TEMPERADO
Presenta : Andres Muñoz G (andres.munoz@prosistem.info)
Fecha : Abril 2010

Problema :
El principal consumo de energia en el hogar lo constituye la ducha diaria.
Gran parte de esta energia se desperdicia debido a que se debe enfriar el agua en el momento de la ducha luego que se ha calentado previamente a niveles superiores a los soportables.Analisis del problema :
En Chile casi la mayoria de las casas utilizan Calefont que no tienen capacidad de entregar un flujo preciso de agua temperada. Requieren un caudal relativamente alto de agua para que la llama se mantenga encendida lo que obliga a un consumo alto de gas, que genera un flujo alto de agua caliente que normalmente se debe combinar con agua fria para obtener agua a la temperaturadeseada. Bajo el punto de vista la eficiencia energetica el uso de los calefon constituye una farra de energia.

Analisis de Objetivo :

Existen propuesta de aseo diario personal muy eficiente como la toalla caliente (como en aviones) sin uso de ducha que no serian aceptables masivamente actualmente debido a que el sentido de urgencia de establecer un economia libre de CO2 aun es debil.En esta propuesta lo que se busca para este tiempo es una opcion de ducha en que se desperdicie el minimo de energia.

Ideas base del analisis :
Lo esencial es el aseo con una sensacion termica agradable.
Es mas importante la sensacion termica que la temperatura real.
La circulacion de aire afecta la sensacion termica requiriendo mas temperatura para compensar el flujo de aire en el entornodel cuerpo.
El agua es cara de calentar.
El aire es mas barato de calentar que el agua.

Propuesta :
Se utiliza un Estanque Termo de agua como fuente de agua temperada pues permite regular con precision el caudal de agua temperada que se desea.
Se utiliza una cabina sellada en la zona de ducha que permita garantizar aire estanco.
Se calefacciona el aire en la zona de ducha a la temperaturade confort optima para el cuerpo humano. Se estima 22ºC.
Se calibra el termo para que entregue agua temperada a la misma termperatura es decir 22ºC.

Analisis de la solucion :

El Termo suministra el agua a la temperatura exacta que se utiliza, no se requiere que se enfrie.
El costo de temperar el aire es sustantivamente inferior al costo energetico para calentar el agua.
Se calienta aire ala temperatura de confort en ves de agua a temperaturas superiores que luego se debe enfriar.
Se utiliza menos caudal de agua en la ducha y se consume menos energia.
La generacion de CO2 es sutantivamente inferior en el balance.

Calculos :

Opcion Calefont :
Flujo de ducha promedio 12 lt /minuto, 5 minutos, total consumo por ducha 60 lt.
Calefont 14 lt: 20.000 Kcal/H (entregando 12lt/minuto = 17.150 Kcal/HH)
5 minutos = 1/12 HH
Consumo 5 Minutos = 1430 Kcal

Costo : 1430/9300 = 0.16 m3 = $79 /ducha

Opcion Termo :
Flujo de ducha promedio 12 lt /minuto, 5 minutos, total consumo por ducha 60 lt.

a.- Consumo energia Calentar Agua :

60 L de agua pesa 60 kg (masa)

ce Agua = 1 cal/(g·ºC) = 1 kcal/(kg·ºC)

Q = M·ce·?t = 60·1·12 = 720 kcal

Para entregar 10ºC sedebe subir la temperatura 2ºC extra para compensar la baja de temperatura que se pierde en el transporte de las cañerias, por ello se calcula 12ºC en ves de 10ºC.

b.- Consumo calentar aire :

Se estima calentar el aire a 28 ºC superior a los 22ºC de agua para que compense la menor temperatura del agua a la esta acostumbrado (es muy barato de calentar el aire).

Espacio ducha : 2 x 1.2 x 1.2 =2.88 m3
Calor especifico del aire : 0.24 K cal/kg/ºC
Densidad del aire = 1,21 kg/m3 luego el total de la ducha pesa 3.5 Kg
Q (directo)= 3.5 * 0.24 * 16 = 13.6 Kcal

Si existe perdida de 40% se ajusta el consumo :
Q(final) = 23 Kcal

C.- Consumo total = 743 Kcal = 0.86 KW-Hr

d.- Consumo mantencion :
El termo consume energia para mantener la temperatura durante las horas que no se...
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