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PRESENTACION PROYECTO FEDERMAN

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JAVIER MONTAÑO

on 17 September 2012

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Transcript of PRESENTACION PROYECTO FEDERMAN

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE CALENTAMIENTO DE AGUA A BASE DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA EN LA CLÍNICA FEDERMAN DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ COLOMBIA. El servicio de hospitalización y atención que ofrece la clínica Federman incluye agua caliente para las duchas y lavamanos, por esta razón existe una gran demanda de energía eléctrica para calentar el agua. La gran cantidad de energía solar que llega a la superficie terrestre se puede aprovechar para convertirla en calor y electricidad, conocida con el nombre de conversión térmica y fotovoltaica. CONCLUSIONES

• Se ha alcanzado el objetivo de estudiar la factibilidad técnica y económica de un sistema de alternativas de calentamiento de agua sanitaria para la clínica Federman que reduce considerablemente el consumo de energía eléctrica y utiliza fuentes renovables de energía

• Los sistemas que sean analizado corresponde a calentamiento con termoeléctrica y energía solar. Con esta dos alternativas se puede indicar que el uso de resistencia eléctricas resulta muy costoso ya que se utiliza una energía de alta calidad como la electricidad para producir una baja calidad como el calor

• Para el aprovechamiento al máximo del sistema solar de calentamiento de agua , este debe ser controlado automáticamente y entra en funcionamiento únicamente cuando la energía captada por el campo solar es suficiente para aumentar la temperatura de agua.

•El proyecto es viable económicamente ya que se recupera la inversión en 2 años la viabilidad va relacionada con el ahorro de energía eléctrica.

• Es viable técnicamente ya que la cubierta y las instalaciones hidráulicas cumplen con los requerimientos técnicos para la implementación del sistema Objetivo General

Realizar un estudio de factibilidad técnica y económica para la implementación de un sistema de Calentamiento de Agua a base de Energía Solar Térmica en la Clínica Federman de la Ciudad de Bogotá Colombia. •Determinar cuál de los sistemas para calentamiento de agua a base de energía solar térmica es el más eficiente. •Comparar y analizar el factor económico del nuevo sistema termo solar comparado con el actual. ¿Cómo realizar un estudio de factibilidad técnica y económica para la implementación de un sistema de calentamiento de agua a base de energía solar térmica en la clínica federman de la ciudad de Bogotá Colombia? Se obtuvo información primaria del consumo de energía generada en la Clínica Federman de la ciudad de Bogotá Con la información obtenida como, consumo de energía, consumidores del servicio, infraestructura, ubicación, planos entre otros; se determino la propuesta de mejoras en cuanto a la disminución de costos e impactos utilizando la energía solar térmica como una alternativa de solución innovadora y de energía renovable. Se recopilo información a través de investigación y trabajos de campo, acerca de las alternativas existentes para la implementación del sistema de energía solar térmica para el calentamiento de agua tenido en cuenta, la reducción de costos e impacto ambiental. METODOLOGÍA ESTUDIO DE CASO . DIAGNOSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL DEL OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN HISTORIA CLÍNICA FEDERMAN
Médicos Asociados S.A se inició hace 34 años con la inauguración de la clínica Federman el 11 de Julio de 1978, desde esa fecha hasta 1990, su desempeño estuvo enfocado a la atención hospitalaria, únicamente de pacientes particulares y su progreso fue lento, pero siempre en forma ascendente.
Durante muchos años la clínica estuvo dedicada a prestar servicios en todas las especialidades, pero a partir del año 2002 cambio su destino a la atención de pacientes de Ginecología, Pediatría y obstetricia de IV nivel de complejidad, razón por la cual ha tenido que sufrir una serie remodelaciones para adecuarse al nuevo objeto social y cumplir con los requisitos exigidos por la secretaria de Salud CALCULO, DISEÑO DIMENSIONAMIENTO Y SELECCCION DE ELEMENTOS DEL SISTEMA La demanda de agua es una variable que depende mucho de la ubicación geográfica, costumbres, y situación socio económico, estas hacen que la determinación del consumo de agua esté condicionada a criterio del diseñador y mucho más cuando se trata de un factor de comodidad como lo es el agua caliente. DATOS REQUERIDOS

No de personas = 60”medición in situ”
Consumo por paciente = 40 lt/paciente/día
Temperatura de trabajo = 45 °c media
Temperatura de agua de red = 11°c “medición in-situ”
Consumo agua caliente día = 2400 lt/día COLECTOR SOLAR TÉRMICO DE TUBO DE VACÍO Y TECNOLOGÍA HEAT-PIPE
Los colectores solares con tubos de vacío y tecnología “heat – pipe”. Son los colectores de mayor rendimiento del mercado nacional con unas características difíciles de mejorar.
Los nuevos paneles solares térmicos basados en el principio heat - pipe y tubo de vacío, es lo último en tecnología al servicio del Medio Ambiente. Curva azul: rendimiento colector solar plano de tipo medio.
Curva roja: rendimiento colector solar de tubo de vacío.
Tm: media de la temperatura del colector
(temp. Salida + temp entrada) / 2 (ºC)
Ta:Temperatura ambiente (ºC)
G:Irradiación solar (W/m2)
X=(Tm-Ta)/G
h= 0.7170 – 1.5281X – 0.0156X2 . Ventajas:
• Vacío; minimiza pérdidas por transmisión.

• Modular; permite montaje por partes (sin grúas, y con menos operarios).
• Geometría; su forma cilíndrica aprovecha mejor la radiación a lo largo del día, a primera y última hora.
• Tecnología; absorbe más cantidad de radiación difusa.
• Ajustable; permite girar el captador en caso de no disponer del ángulo óptimo.
• Unión seca; permite el mantenimiento y la sustitución de tubos sin detener la instalación.
• Ausencia de agua; evita depósitos y calcificaciones, corrosión o congelación.
• Ideal para calefacción y procesos industriales; secaderos, desalinización, procesos de calentamiento, calefacción para hoteles, balnearios, edificios, pues su rendimiento es mucho mayor que el panel convencional y el fluido alcanza mayores temperaturas.
• Diseño; ofrece una línea mucho más estética. Este número de horas útiles de sol es para paneles orientados aproximadamente hacia el ecuador con un ángulo igual a la latitud (+10).
 
Número medio de horas diarias de sol PROCESO NUMÉRICO PARA EL CÁLCULO DEL ÁREA DE COLECCIÓN DEL SISTEMA


1.Se determinó el porcentaje de utilización mensual de la planta que es del 100% ya que se va a trabajar todos días del mes las 24 horas del día.
2.De acuerdo al consumo diario de agua, se determinó el consumo mensual del sistema (# de días del mes por el consumo en m3).
3.Se determinó la temperatura de agua de red de la zona (según bibliografía es de 45°c) .
4.De acuerdo a la temperatura de trabajo y a la temperatura de agua de red, se determinó el salto térmico del sistema.


Donde: ∆T = salto térmico
Tt = temperatura de trabajo
Tr = temperatura de red
5.Aplicando la formula se encontró las necesidades energéticas mensuales (termias), donde:
m = valor en toneladas de agua (coincide con el numero de m3)
ce = calor especifico del agua (una termia/tonelada °C)
(columna 2 m3/mes por salto térmico)
6.Se convirtió termias a MJ (1 termia = 4.184 MJ). (columna 5 * 4.184)
7.Se obtuvo la necesidad energética diaria, dividiendo el valor (6) en el número de días de cada mes. Se dividió columna 6 en días de cada mes columna R
8.De acuerdo a la base de datos, se determinó el valor de H (en MJ/m2) tomado de la Tabla 14 Base de datos meteorológicos.
9.Se determinó el valor de Hc, corrigiéndolo con una constante por ubicación del sistema atmosfera polucionada, la radiación se debe multiplicar por un factor de corrección que en este caso será 0,95 (casilla 8 por 0.95)
10.Se encontró el valor de corrección k de acuerdo a la inclinación del panel y a la latitud del lugar (según tabla #18). Septiembre Agosto 48,57663518 ² Total Area de Coleccion en m Numero de Paneles Julio Junio 13 12 Mayo Abril Marzo Febrero Enero Noviembre Octubre 5 4 3 2 Dias Del Mes Diciembre 1 7 6 11 10 9 8 14 19 18 17 22 21 20 -128988,08 246273,97 2414,45 -14121,78 241,77 24083,04 236,11 7,62 -10957,63 213,67 20597,57 201,94 6,73 -12021,19 220,68 21982,46 215,51 6,95 -10713,93 211,14 20353,87 199,55 6,65 18,330806 -10534,62 205,76 20495,89 200,94 6,48 -8413,95 184,47 18375,22 180,15 5,81 -6724,14 169,75 16364,08 160,43 5,35 6,29 -6591,41 166,17 16552,68 162,28 5,23 6,16 -8046,56 183,47 17686,49 173,40 5,78 6,80 -11976,93 220,24 21938,20 215,08 6,94 8,16 -12376,40 237,56 21373,68 209,55 7,48 8,80 -16509,52 265,74 26470,79 259,52 8,37 9,85 117285,89 28032,00 31 12,9 501,92 8,5 15,36 1,05 15,56 16,38 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 30 13,4 439,36 8,75 13,84 1,05 14,02 14,76 321,33 9639,94 2304,00 32 13 72,00 100,00 31 13,2 430,62 9,25 14,34 1,03 14,81 15,59 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 30 13,1 405,25 9,5 13,86 1 14,74 15,52 321,33 9639,94 2304,00 32 13 72,00 100,00 31 13,1 405,54 9,25 13,50 0,97 14,81 15,59 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 31 13,1 387,47 8,75 12,21 0,94 13,81 14,54 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 30 13,5 370,20 8,5 11,33 0,93 12,96 13,64 321,33 9639,94 2304,00 32 13 72,00 100,00 31 13,8 354,96 8,75 11,18 0,94 12,65 13,32 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 30 13,8 368,08 9,25 12,26 0,97 13,44 14,15 321,33 9639,94 2304,00 32 13 72,00 100,00 31 13,6 420,13 9,5 14,37 1 15,29 16,09 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 28 13,2 458,99 9,25 15,28 1,02 15,94 16,78 321,33 8997,27 2150,40 32 13 67,20 100,00 31 12,9 531,88 8,75 16,75 1,04 17,14 18,04 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 Septiembre Agosto 48,57663518 ² Total Area de Coleccion en m Numero de Paneles Julio Junio 13 12 Mayo Abril Marzo Febrero Enero HOJA DE RUTA Noviembre Octubre 5 4 3 2 Enero Dias Del Mes Diciembre Mayo Abril Marzo Febrero Septiembre Agosto Julio Junio 15 1 Diciembre Noviembre Octubre 7 6 11 10 9 8 14 19 18 17 16 22 21 20 -128988,08 246273,97 2414,45 -14121,78 241,77 24083,04 236,11 7,62 8,96 58,34 7,87 -10957,63 213,67 20597,57 201,94 6,73 7,92 57,22 8,99 -12021,19 220,68 21982,46 215,51 6,95 8,18 57,04 9,18 -10713,93 211,14 20353,87 199,55 6,65 7,83 56,46 9,75 18,330806 -10534,62 205,76 20495,89 200,94 6,48 7,63 56,47 9,75 -8413,95 184,47 18375,22 180,15 5,81 6,84 56,02 10,20 -6724,14 169,75 16364,08 160,43 5,35 6,29 55,54 10,68 -6591,41 166,17 16552,68 162,28 5,23 6,16 55,08 11,13 -8046,56 183,47 17686,49 173,40 5,78 6,80 55,48 10,74 -11976,93 220,24 21938,20 215,08 6,94 8,16 56,81 9,41 -12376,40 237,56 21373,68 209,55 7,48 8,80 57,60 8,61 -16509,52 265,74 26470,79 259,52 8,37 9,85 58,78 7,43 117285,89 28032,00 31 12,9 501,92 8,5 15,36 1,05 15,56 16,38 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 30 13,4 439,36 8,75 13,84 1,05 14,02 14,76 321,33 9639,94 2304,00 32 13 72,00 100,00 31 13,2 430,62 9,25 14,34 1,03 14,81 15,59 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 30 13,1 405,25 9,5 13,86 1 14,74 15,52 321,33 9639,94 2304,00 32 13 72,00 100,00 31 13,1 405,54 9,25 13,50 0,97 14,81 15,59 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 31 13,1 387,47 8,75 12,21 0,94 13,81 14,54 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 30 13,5 370,20 8,5 11,33 0,93 12,96 13,64 321,33 9639,94 2304,00 32 13 72,00 100,00 31 13,8 354,96 8,75 11,18 0,94 12,65 13,32 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 30 13,8 368,08 9,25 12,26 0,97 13,44 14,15 321,33 9639,94 2304,00 32 13 72,00 100,00 31 13,6 420,13 9,5 14,37 1 15,29 16,09 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 28 13,2 458,99 9,25 15,28 1,02 15,94 16,78 321,33 8997,27 2150,40 32 13 67,20 100,00 31 12,9 531,88 8,75 16,75 1,04 17,14 18,04 321,33 9961,27 2380,80 32 13 74,40 100,00 18 Esquema posición de los Colectores DIMENSIONES DEL TANQUE ACUMULADOR ESTUDIO ECONÓMICO Y FINANCIERO Determinación de costos
Para la determinación de costos Se a procurado la búsqueda de materiales de calidad y bajos costos que nos permitan tener flujo de caja adecuado y desarrollar nuestro proyecto de una manera más real. Calculo de parámetros financieros

El sistema de calentamiento de agua solar no genera ingresos económicos, por lo tanto la viabilidad de este sistema va relacionado con el ahorro de energía eléctrica y generando otros beneficios como la preservación de los recursos naturales como la generación de gases de efecto invernadero y fomentado el desarrollo sostenible y posesionándose como una entidad con tecnología limpias y ejemplo a seguir. Análisis de Factibilidad

La proyección de la vida útil del sistema está contemplada para 15 años, de los cuales evaluamos el tiempo de recuperación de la inversión la cual nos establece si el proyecto es viable económicamente, como anteriormente se manifestó El sistema de calentamiento de agua solar no genera ingresos económicos, por lo tanto la viabilidad de este sistema va relacionado con el ahorro de energía eléctrica.
Según cálculos se recuperara la inversión en un periodo de 2 años teniendo en cuenta los gastos correspondientes a mantenimiento esto nos indica que el proyecto es viable económicamente que la clínica puede ahorrarse gran cantidad de dinero e invertirla en otras área este estudio además nos sirve de modelo para implementación en otras clínicas RECOMENDACIONES

• La energía renovable proveniente de la radiación solar ha demostrado ser una gran alternativas para suplir el uso de electricidad para el calentamiento del agua

•El mantenimiento preventivo es de suma importancia para mantener la eficiencia del sistema en todas las circunstancia GRACIAS.... Objetivo de la Encuesta

La encuesta se realizó con el objeto de conocer de primera mano las costumbres de uso de agua caliente sanitaria en la clínica de federman para este estudio se toma como población a un total 60 personas este es el valor promedio diario del servicios de agua caliente que ofrece la clínica. Resultados de la Encuesta

Se logró entrevista a 24 personas lo que representa una muestra de 40 % una vez analizados los datos se identifica tendencias marcadas las cuales nos evalúan el comportamiento de la población
Se establecieron 6 preguntas las cuales se relacionan. 11.Se calculamos , energía neta incidente (es la radiación por el valor de corrección por la constante).
12.Se determinó el número de horas útiles de sol ( tomado de la Tabla 3 horas útiles
de sol).
13.Se determinó la intensidad útil, I, dividiendo E entre el número de horas de sol útiles (W/m2).(casillas 11energia neta incidente/ casilla 12horas útiles de sol) por 277.78 factor de conversión para W/m2
14.Se determinó la temperatura ambiente durante las horas de sol (tomado de la Tabla 14 Base de datos meteorológicos).
15.Se resolvió parte de la ecuación de rendimiento. Que establece la eficiencia del sistema 100% por m=3.04 por la temperatura de agua de la red que es del 13°C en todo el año sobre el calculo de Q que se encuentra en el numeral No 5 1.(100*m*Temp. De la red*Q ) =100*0.34*13*2380,80=7.43
16..
17.Se calcula rendimiento real del captador y lo expresamos en %.



18.Se determinó la energía que aporta m2 de captador, multiplicando E por h.
19.Se determinó la energía neta (día) disponible por m2, multiplicamos el resultado (17) por 0.85 (constante para pérdidas globales de calor).
20.Se determinó la energía neta (mensual) disponible por m2 multiplicando (18) por el número de días del mes.
Llegando a este punto podemos calcular la superficie captadora necesaria, dividiendo la necesidad energética mensual (6) entre la energía neta mes disponible por m2 (19).
21.Se determinó la energía solar total, multiplicando el número de metros reales de superficie captadora (área total) por la energía disponible para el consumo que suministra cada m2 (19).

22.Se determinó el porcentaje de sustitución (fracción solar) que es el cociente entre la energía solar total (20) y la necesidad energética mensual (6).
23.Se determinó la energía auxiliar requerida en los meses en que la energía solar no basta por sí sola, haciendo la diferencia entre la necesidad energética mensual (6) y la energía solar total (20). La clínica Federman dentro de su funciones como prestadora de servicios de salud , cuenta con un sistema de calentadores eléctricos de acumulación para suministro de agua caliente , por lo cual el consumo de energía eléctrica es alto.

La implementación de un sistema de energías renovables permitirá a la clínica Federman reducir sus costos de energía eléctrica, Obteniendo una rentabilidad económica Aislamiento Del tanque acumulador
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