Análisis del rendimiento termodinámico de una bomba de calor asistida por energía solar utilizando un condensador con recirculación

Contenido principal del artículo

William Quitiaquez
https://orcid.org/0000-0001-9430-2082
Isaac Simbaña
Robinson Caizatoa
https://orcid.org/0000-0002-3015-0603
César Isaza
https://orcid.org/0000-0002-5902-6411
César Nieto
Patricio Quitiaquez
https://orcid.org/0000-0003-0472-7154
Fernando Toapanta
https://orcid.org/0000-0002-0838-4702

Resumen

La presente investigación estudia una bomba de calor de expansión directa asistida por energía solar con un sistema de recirculación de agua. Los intercambiadores de calor utilizados fueron un colector/evaporador de cobre de 0.75 m2 y un condensador en forma de serpentín construido en tubería de cobre de 2.49 m de longitud y 8 espiras, inmerso en un tanque con 5 litros de agua.


Para la recirculación del agua, se utilizó una bomba centrífuga de 20 L/min a 110 V. El compresor instalado es de velocidad variable a 12-24 V DC que utiliza R600a como fluido de trabajo. El dispositivo de expansión utilizado fue una válvula electrónica.


Las pruebas experimentales se desarrollaron para una configuración con recirculación y sin recirculación de agua, considerando condiciones climáticas similares. De esta manera, se puede establecer cuál es la configuración que brinda un mayor rendimiento en el sistema. Para la obtención de datos de radiación solar, velocidad del viento y temperatura ambiente se empleó una estación meteorológica WS-1201.


Este sistema proporcionó agua caliente sanitaria, a 45 °C en un tiempo entre 40 a 50 minutos dependiendo de las condiciones climáticas. El COP máximo del sistema con recirculación fue 9.83 un 8.04 % mayor que el sistema sin recirculación. El tiempo de calentamiento tardó 10 minutos menos para el sistema con recirculación, 16.67 % menos que al utilizar el sistema sin recirculación.

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Detalles del artículo

Cómo citar
Quitiaquez, W., Simbaña, I., Caizatoa, R. ., Isaza, C., Nieto, C., Quitiaquez, P., & Toapanta, F. (2020). Análisis del rendimiento termodinámico de una bomba de calor asistida por energía solar utilizando un condensador con recirculación. Revista Técnica "energía", 16(2), 111–125. https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v16.n2.2020.358
Sección
PRODUCCIÓN Y USO DE LA ENERGÍA
Biografía del autor/a

William Quitiaquez

Nació en Quito en 1988.  Recibió su título de Ingeniero Mecánico de la Universidad Politécnica Salesiana en 2011; de Magister en Gestión de Energías de la Universidad Técnica de Cotopaxi, en 2015; de Magister en Ingeniería de la Universidad Pontificia Bolivariana de Medellín, en 2019. Actualmente, obtuvo la distinción de Candidato a Doctor en la Universidad Pontificia Bolivariana de Medellín, su campo de investigación se encuentra relacionado a Fuentes Renovables de Energía, Termodinámica, Transferencia de Calor y Simulación.

Isaac Simbaña

Nació en Quito, Ecuador en 1990.  Recibió su título de Ingeniero Mecánico de la Universidad Politécnica Salesiana en 2018. Sus campos de investigación están relacionados a Procesos de Manufactura, así como el estudio de Termodinámica, Transferencia de Calor y Fuentes Renovables de Energía.

Robinson Caizatoa

Nació en Cotogchoa en 1990. Recibió su título de Ingeniero Mecánico de la Universidad Politécnica Salesiana de Ecuador en 2019. Su campo de investigación se encuentra relacionado a diseño de sistemas hidráulicos industriales, bombas centrifugas, generadores eléctricos.

César Isaza

Nació en Medellín en 1972.  Recibió su título de Ingeniero Mecánico de la Universidad Pontificia Bolivariana en 1996; su Doctorado en Ingeniería de la Universidad Pontificia Bolivariana, en 2009. Su campo de investigación se encuentra relacionado con Refrigeración y Fuentes Renovables de Energía.

César Nieto

Nació en Medellín en 1978.  Recibió su título de Ingeniero Mecánico de la Universidad Nacional de Colombia en 2003; de Magister en Ingeniería Energética de la Universidad de Antioquia; su Doctorado en Ingeniería de la Universidad Pontificia Bolivariana de Medellín, en 2012. Su campo de investigación se encuentra relacionado a Simulación, Termodinámica y Transferencia de Calor.

Patricio Quitiaquez

Nació en Quito en 1969.  Recibió su título de Ingeniero Mecánico de la Universidad Politécnica Nacional de Ecuador en 2002; de Magister en Gestión de la Producción de la Universidad Técnica de Cotopaxi, en 2007. Su campo de investigación se encuentra relacionado con Gestión de Operaciones, Diseño Estructural, Procesos de Manufactura y Simulación.

Fernando Toapanta

Nació en Quito en 1986.  Recibió su título de Ingeniero Mecánico de la Universidad Politécnica Salesiana en 2012; de Magister en Gestión de Energías de la Universidad Técnica de Cotopaxi, en 2016.  Actualmente, se encuentra cursando sus estudios de Doctorado en la Universidad Pontificia Bolivariana de Medellín, y su campo de investigación se encuentra relacionado la Mecánica de Fluidos, Termodinámica y Simulación.

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