Operaciones Unitarias II Ahorro de energía por sistema de enfriamiento de

paredes con superficie evaporativa

Montaño Peralta Ana Paola

21 de septiembre de 2016

Ahorro de energía por sistemas de enfriamiento de paredes con superficie evaporativa

R.B. Lokapur, Dpto. de Ingeniería, Universidad Bharti Vidyapeeth. Kolhapur. (India).

J. D. Joshi, Dpto de Ingeniería, Universidad Bharti Vidyapeeth. Kolhapur. (India)

International Journal of Scientific and Research Publications, Volumen2, Publicación 6, Junio de 2012

Contenido

I. Introducción

II. Experimentación

III. Resultados

IV. Conclusiones

I. Introducción

En países con climas cálidos y tropicales se consumen grandes cantidades de energía destinadas a la climatización de los espacios.

En edificios comerciales es posible un ahorro energético de hasta 26% si se toman consideraciones como la orientación, insolación, correcta ventilación etc.

Técnica de sistema de enfriamiento de paredes con superficie evaporativa con la cual se logró un ahorro de energía del 13%.

Sistemas de enfriamiento de paredes con superficie evaporativa

• Se trata de esparcir materiales que retengan liquidos (ej. costales fibrosos) distribuidos por toda la superficie del techo y mojarlos mediante un sistema de irrigación. La evaporación del agua arrastra la mayoría del calor latente de la superficie del techo, lo que ocasiona que se enfríe.

• La evaporación enfría el aire encima del techo el cual baja y entra a los espacios a través de ventilación planeada.

Instalación del sistema de enfriamiento de paredes con superficie evaporativa

i. Impermeabilización del techo

ii. Recubrimiento con materiales absortivos como costales, casquijo de ladrillo, ceniza volante, o cáscara de coco.

iii. Sistema de riego con aspersores o manual. En verano, la cantidad de agua requerida son aproximadamente 10 kg/día*m2

II. Experimentación

La efectividad del proceso depende de la temperatura del aire y niveles de humedad, intensidad de la radiación solar, y qué tan mojada esté la superficie absortiva.

El proceso de evaporación enfría la superficie del techo gracias a la generación de un gradiente de temperatura entre el aire encima y debajo del techo lo que resulta en pérdida de calor de adentro hacia afuera.

Experimentación en Proyecto de Co-generación electrica en Ichalkaranji

Se calcula el calor total que recibe el cuarto:

Q total = Qc + Qs+Qi+Qv (1)

Qc= Calor recibido por conducción de las paredes, puerta, techo, ventanas y tableros.

Qc Total =17.475 W

Calor proveniente del sol a través de la pared:

Qs = 10.422 W

Ganancia de calor interno; luz artificial ,ocupantes, calor proveniente de aparatos.

Qi Total = 82,219 W

Flujo de calor por ventilación

Qv = 12,096 W

Sustituyendo en ecuacion (1)

Q Total =1, 22,212 W = 122 kW.

Cuarto de control de mando con medidas de 19.8 m de largo x 7.8 m de ancho y 3.06 m de alto.

Para el riego del techo se eligieron aspersores y goteo con tubería, se partió el área en dos partes.

Parte 1 – 51 m2

Donde se utilizó un aspersor automático sencillo.

Parte 2 –100 m2 (Tuberías de vapor a presión)

Altas temperaturas

Sistema de riego por goteo.

Parte 2: Sistema de irrigación por goteo Parte 1: Aspersores

Se calculó el total de costales requeridos para 151 m2

Total costales requeridos= 196

La cantidad de agua requerida durante días de verano intenso

1510 L/día (teoría)

800 L/día (real)

Se tomaron las siguientes medidas cada hora con y sin el sistema de enfriamiento.

Temperatura de bulbo húmedo y seco en el techo, temperatura de la habitación, y de la losa del techo y el cielo del cuarto. Velocidad de evaporación y húmedadrelativa en el ambiente.

Medidas Eléctricas:

Consumo de energía del aire acondicionado, generador y bomba de agua.

III. Resultados

Se muestra el comportamiento de la temperatura con y sin el sistema de enfriamiento. (Temperatura tomada durante el día por 9 horas)

Con sistema de enfriamiento Sin sistema de enfriamiento

Efecto de la temperatura

Tabla mostrando temperaturas medidas con y sin el sistema de enfriamiento

IV. Conclusiones

Ahorro energéticoConsumo energético con y sin el sistema de enfriamiento por paredes húmedas en kWh

Energia consumida por el A/C con el Sistema de Enfriamiento =2,303 kWh /día (8 h)

Energía consumida por el A/C sin el Sistema de Enfriamiento =2,649 kWh /día (8 h)

Diferencia = 346 kWh. Ahorro neto de energía =346 kWh /8h al día

Porcentaje de ahorro de energía = 13.06 % al día

Los costales tienen una vida de 1 año y después deben ser cambiados

Costo adicional del agua y su bombeo.

A diferencia de otras técnicas de ahorro de energía resulta económico y fácil de implementar.

Gracias por su atención :)