REDUCCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA MEDIANTE EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

REDUCCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA MEDIANTE EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DE ENFRIAMIENTO LIBRE (FREE COOLING) PARA EL LABORATORIO DE MAQUINAS TERMICAS DE LA UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO

Carlos Andrés Ruiz, Jhon Jairo Díaz

Universidad Antonio Nariño

Facultad  de Ingeniería Mecánica

Bogotá D.C. Colombia.

Correo: andresruiz.nieto@gmail.com

jhodiaz@uan.edu.co 

Resumen.

Para la realización de este proyecto se escogió el laboratorio de máquinas térmicas de la universidad Antonio Nariño, facultad de Ingeniería Mecánica, por la cantidad de equipos presentes y la cantidad de energía térmica que se quiere retirar con los equipos en funcionamiento a plena carga y en presencia de estudiantes, haciendo uso de  recursos renovables disponibles en el entorno directo del mismo, considerando recursos como temperaturas de suelo, aire, radicación solar, humedad entre otras. Es así como este proyecto está orientado a reducir el consumo de energía mediante el diseño de un sistema de climatización “Free – Cooling” que proporcione la misma climatización en la zona de confort, que un sistema de expansión directa limitando el impacto ambiental de estos, mediante el uso de energías limpias y renovables.

Palabras Clave Climatización por free cooling. Energía Limpia, Ahorro de Energía.

Abstract.

For this project the laboratory thermal machines Antonio Nariño University, Faculty of Mechanical Engineering was chosen, by the number of teams present and the amount of thermal energy that is to remove the equipment running at full load and in the presence of students, using renewable resources available in the immediate vicinity thereof, considering resources such as soil temperature, air, solar radiation, humidity and more. Thus, this project is geared to reduce power consumption by designing an air conditioning system "Free - Cooling" to provide the same air in the comfort zone, a direct expansion system limiting the environmental impact of these, through the use of clean and renewable energy.

For the realization of this project was chosen the thermal machines laboratory of the Antonio Nariño university, faculty of Mechanical Engineering, by the quantity of teams present and the amount of thermal energy that want to remove with the equipment in operation at full load and in the presence of students, making use of renewable resources available in the direct environment of the same, considering resources such as soil temperatures, air, solar radiation, humidity among others.

Keywords: Climate for free cooling. Clean Energy; Energy Saving.

1. INTRODUCCION

El interés por crear una conciencia colectiva sobre el uso racional de la energía y la necesidad de hacer frente al continuo aumento del consumo de esta, debe ser divulgado, desde este punto de vista, la climatización tiene un alto impacto en la tarifa energética a edificaciones, sobre todo en ciudades de clima cálido.

Adicionalmente se debe tratar de limitar el impacto en el medio ambiente utilizando tecnologías limpias o al menos de bajo consumo. Actualmente existe en el mundo una tendencia hacia la disminución de la demanda energética para, si es posible atenuar los efectos de los gases de efecto invernadero en el cambio climático. Muchas de estas propuestas están enfocadas en conseguir una climatización eficiente, con bajo consumo de energía eléctrica. Una de ellas se centra en la sustitución del enfriamiento mecánico utilizando el recurso del aire frio externo; este argumento es el que motiva esta propuesta, mostrando que es posible climatizar áreas con métodos gratuitos  que se encuentran  en diferentes puntos geográficos donde prevalecen condiciones ambientales que no son aprovechadas.

Para ejecutar este proyecto se realiza un análisis en el edificio de Ingeniería Mecánica  de la UAN Sede Sur, estudiando su caracterización climatológica, basados en varios estudios realizados por entidades como el FOPAE, IDEAM entre otros; con base en el cual se instala un sistema de Aire Acondicionado tipo Split (sistema de aire acondicionado de unidad dividida) en el Laboratorio de Máquinas Térmicas;  realizando actividades civiles, mecánicas, eléctricas, correspondientes al montaje de este. Una vez instalado el sistema y sus componentes, se realizaron pruebas de operación, con el sistema  funcionando  convencionalmente  y con el sistema de  free cooling. Se midieron las variables: consumo de energía, temperatura y humedad durante un tiempo determinado.

1. MARCO TEORICO

2.1 Estado del Arte

Durante mucho tiempo el aire acondicionado sus avances y estudios han suministrado a nivel mundial un esquema de fiabilidad y disponibilidad; los mercados están inundados de marcas y equipos que ofrecen condiciones de mejora en su calidad física y de enfriamiento, esto dependiendo de la capacidad económica del usuario, se opta por sistemas básicos o de alta eficiencia con una retribución a varios años.

A pesar de que en Colombia donde se puede encontrar diversidad de climas, no se presenta un aprovechamiento adecuado de las ventajas en lugares con bajas temperaturas para climatizar edificaciones. Es aquí donde se encuentra el interés por la utilización de esta  condición climática para reducir el consumo de energía mediante la técnica de free cooling.

2.2 Free Cooling^[1].

Es una práctica que utiliza el aire exterior a baja temperatura como fuente de energía de enfriamiento de manera alternativa o como complemento de otros sistemas de frío tradicional.

El sistema cuenta con un ventilador en la línea de retorno, que puede canalizar el aire expulsándolo hacia el exterior o recirculándolo hacia la unidad de tratamiento de aire. La regulación de la proporción de aire eliminado o recirculado se realiza mediante un juego de persianas o dámper en función de la apertura o cierre de estas y una tercera persiana en la toma de aire exterior eliminando el aire al exterior y de esa manera, al aumentar el caudal de aire exterior a medida que la persiana exterior se abre, se va cerrando la del aire recirculado y se abre la del aire expulsado

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