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1 TOE2009 c06 El coste exergético. 2 Introducción Revisión de termodinámica La exergía Determinación de exergía Balances y Álgebra lineal El coste exergético.

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1 1 TOE2009 c06 El coste exergético

2 2 Introducción Revisión de termodinámica La exergía Determinación de exergía Balances y Álgebra lineal El coste exergético Análisis termoeconómico Optimización termoeconómica Integración energética

3 3 TOE2009 c06 El coste exergético

4 4 Caldera (1) (3) Purga 6 Ceniz. 7 Comb. 2 Aire 3 Humos Agua de reposición (2)

5 5 TOE2009 c06 El coste exergético CT Caldera (1) (3) Purga 6 Ceniz. 7 Comb. 2 Aire 3 Humos Agua de reposición (2)

6 6 TOE2009 c06 El coste exergético Entradas Recursos Salidas Products Pérdidas Motor Térmico Bomba Calor Calefactor eléctrico Refrigerador – A.C. Q0Q0 Q T > T o W Reserv. térmico Ambiente T o Q0Q0 Q T > T o W Q Ambiente T o T > T o W Q Ambiente T o T < T o W Q0Q0

7 7 TOE2009 c06 El coste exergético CC C C T T C C Aire Comb. Humos Gas de proceso. E Fluido térmico

8 8 TOE2009 c06 El coste exergético Caldera Agua de alimentación Cenizas Combustible Aire de combustión Humos Vapor vivo Purgas

9 9 TOE2009 c06 El coste exergético Caldera Agua de alimentación Cenizas Combustible Aire de combustión Humos Vapor vivo Purgas ¿Faltan 6 ecuaciones?

10 10 TOE2009 c06 El coste exergético n > m n m (1) (2) (3) (4)

11 11 TOE2009 c06 El coste exergético Balances exergéticosBalances de coste exergético 1: 2: Global: Equipo 2: e 2 (1) 1 (2)

12 12 TOE2009 c06 El coste exergético Entradas Salidas Recursos Productos Recursos Productos Residuos y pérdidas (salidas) Superficie de control Balance exergético:

13 13 TOE2009 c06 El coste exergético Enfoque físico:Entradas o salidas Enfoque económico:Recursos, productos, residuos o pérdidas

14 14 TOE2009 c06 El coste exergético Cálculo de los costes exergéticos –Ecuaciones adicionales –Matriz de producción –Vector de costes exergéticos asignados –Matriz de costes –Vector de costes exergéticos imputados Rendimientos Formalismo matricial R/P/I Formación de los costes exergéticos

15 15 TOE2009 c06 El coste exergético Ecuación adicional a) Dos productos principales: b) Un subproducto: c) Un residuo: Balance de coste exergético Superficie de control 1 2

16 16 TOE2009 c06 El coste exergético Balance de coste exergético Sistema principal Sistema de evacuación Equipo de evacuación: Sistema principal: Sistema ampliado: 2 1 3

17 17 TOE2009 c06 El coste exergético Ejemplos: 2 y 3 producto : 1 y 3 recurso : E

18 18 TOE2009 c06 El coste exergético Se supone que 1 es entrada al sistema:Balances: Exergético: De coste exergético: 2 y 3 producto: De (1), (2) y (3): (1) (2) (3) La exergía destruida se reparte entre las salidas 2 y 3 en proporción a sus respectivas exergías

19 19 TOE2009 c06 El coste exergético Balance de coste exergético: (2) 1 y 3 recurso: (4) De (2) y (4): Del balance exergético: y La destrucción de exergía en el equipo es recogida íntegramente por el coste exergético del producto 2. El coste exergético de la salida 3, que es recurso, no es afectado por la destrucción de exergía en el equipo

20 20 TOE2009 c06 El coste exergético AC BD E Todo equipo tiene, al menos, una salida. Las salidas que excedan de una se computan como bifurcaciones. Las entradas procedentes de otro equipo han sido ya computadas como salidas o bifurcaciones del equipo de procedencia. Han de añadirse al cómputo de corrientes las entradas al sistema, que atraviesen la superficie de control. Entrada Salida de ASalida de E Salida de B Bifurcación Superficie de control

21 21 TOE2009 c06 El coste exergético Matriz de producción (n-m)xn : Vector de costes exergéticos definidos (n-m)x1 : ecuaciones adicionales Entradas, subproductos y residuos: Bifurcaciones: n-m = e+b Entradas: Subproductos: Residuos: Bifurcaciones:

22 22 TOE2009 c06 El coste exergético Vector nulo Vector de costes exergéticos imputados Vector de costes exergéticos definidos Matriz de incidencia Matriz de producción Matriz de costes Vector de costes exergéticos

23 23 TOE2009 c06 El coste exergético Rendimiento exergético o racional: Balance exergético: Consumo exergético unitario: E Superficie de control del sistema

24 24 TOE2009 c06 El coste exergético Ratio de destrucción de exergía: Ratio de pérdidas de exergía: Ratio de rechazoRatio de pérdidas Relación con el rendimiento: con más detalle:

25 25 TOE2009 c06 El coste exergético Equipo 1: Ejemplo simple: sólo interviene la termodinámica e (1) 1 Coste exergético unitario de una corriente i:

26 26 TOE2009 c06 El coste exergético

27 27 TOE2009 c06 El coste exergético

28 28 TOE2009 c06 El coste exergético

29 29 TOE2009 c06 El coste exergético Balances del equipo: de coste exergético: Exergético:

30 30 TOE2009 c06 El coste exergético Relación entre los costes exergéticos unitarios de producto y recurso: Consumo exergético unitario: Sobrecoste exergético unitario del equipo:

31 31 TOE2009 c06 El coste exergético TERMODINÁMICA: Energía utilizable Análisis Evaluación Rendimientos ANÁLISIS EXERGÉTICO Análisis Evaluación Optimización Otros costes (Capital, O. & M.,…) TERMOECONOMÍA Coste unitario (Coste por unidad de exergía) ECONOMÍA: Coste termoeconómico Coste exergético Coste de productos Exergía Recurso Coste de recursos (Variable) (Fijos) ENFOQUE ECONÓMICO


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