Diseño de un sistema de climatización, basado en bomba de calor por absorción, utilizando energía solar térmica como principal fuente de calentamiento
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Fecha
2015
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Resumen
En el marco de la presente habilitación profesional se realiza el diseño de un sistema de
climatización para un recinto de 500 [m2
] utilizado por personas que asisten a charlas, exposiciones,
premiaciones, etc. en la ciudad de Concepción; que posee la novedad de utilizar una bomba de calor
por absorción y energía solar térmica como principal fuente de calentamiento.
Estimadas las cargas térmicas de invierno y verano del recinto que se desea climatizar y a partir de
una serie de datos y antecedentes, como los grados-días, es que se logra determinar la demanda
energética para los períodos de climatización considerados.
Acto seguido se investiga, analiza y se da a conocer el recurso solar existente en la ciudad en
cuestión. El análisis determina que la mejor inclinación con respecto a la horizontal para los
colectores solares de tubos evacuados es de 45° dirección Norte, con esta inclinación y dirección la
incidencia solar aumenta y con ello su rendimiento llega al 56[%] en promedio, obteniéndose un
mayor y mejor aporte energético al sistema, desestimando la inclinación más tradicional de 37°.
Luego, a partir de la demanda de energía y recurso solar con el que se cuenta, se diseña un sistema
de climatización invierno-verano mediante agua, que se calienta gracias a un conjunto de 46
colectores solares tipo Heat-Pipe. En período de invierno el agua a unos 55[°C] aprox. alimenta 7
Fan-Coil encargados de calefaccionar el recinto. Por otra parte en el periodo de verano el agua
caliente acciona la bomba de calor por absorción, la que entrega a su vez agua fría a unos 7[°C]
aprox. y que alimenta los Fan-Coil encargados de refrigerar el recinto. Todo el proceso es apoyado
por un calefón destinado a suplir la diferencia de energía que falte al agua.
La evaluación económica está a cargo de la metodología de “Análisis del ciclo de vida de
instalaciones y sistemas”, Norma ASTM E917, para un período de 20 años, en donde además del
sistema propuesto son analizadas otras dos alternativas: Una considera utilizar una bomba de calor
por absorción reversible a llama directa y la otra considera utilizar una bomba de calor aire-aire.
Finalmente, se determina que el sistema más atractivo desde el punto de vista económico es la
alternativa 2 con un costo total traído al presente de 72.343,98[US$], seguido de la alternativa 1 con
un costo total de 121.280,08[US$] y luego el sistema propuesto con un costo total de
122.215,42[US$]. Pero sin duda alguna desde el punto de vista ambiental y social el sistema
propuesto tiene una gran ventaja por ser innovador y sustentable además de aprovechar energía
limpia e inagotable proveniente del sol.
Descripción
Memoria (Ingeniero civil mecánico)--Universidad del Bío-Bío.Concepción.2015
Palabras clave
AIRE ACONDICIONADO-INVESTIGACIONES, VENTILACION-DISEÑO-ENERGIA SOLAR-USOS
