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Estudio Paramétrico del Intercambiador de Calor Suelo-Aire (GAHE): Efecto de la Profundidad de Entierro y la Longitud del Aislamiento

Autores: Aranda-Arizmendi, Alfredo; Rodríguez-Vázquez, Martín; Jiménez-Xamán, Carlos Miguel; Romero, Rosenberg J.; Montiel-González, Moisés

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Estudio Paramétrico del Intercambiador de Calor Suelo-Aire (GAHE): Efecto de la Profundidad de Entierro y la Longitud del Aislamiento


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Intercambiador de calor de suelo a aire
Modelos numéricos
Dinámica de fluidos computacional
Potencial térmico
Parámetros geométricos
Variables climatológicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se presenta un estudio paramétrico de un intercambiador de calor de suelo a aire (GAHE) utilizando modelos numéricos basados en dinámica de fluidos computacional con el método de volúmenes finitos para evaluar el potencial térmico del GAHE. Tras la validación del código numérico desarrollado con datos experimentales publicados, se procede al estudio de los parámetros geométricos para definir aquellos que tienen el mayor impacto en el potencial de aplicación del GAHE. Se analizan variables climatológicas como la humedad relativa, la velocidad del flujo de aire y la temperatura del aire de entrada, así como el aumento de la conductividad térmica del suelo debido a su contenido de humedad. Además, se presenta un estudio de la profundidad de instalación óptima, así como la longitud del aislamiento térmico en el tubo de salida del GAHE. Los resultados revelan que hay un mayor potencial de intercambio de calor en el GAHE para una profundidad de enterramiento óptima de 4 m y una longitud de tubo de 15 m, con un contenido de humedad del suelo del 30% para calefacción y del 32% para refrigeración, y un diámetro de tubo de 0.15 m. Se recomienda el uso de aislamiento térmico solo para los últimos 2 m de longitud en el tubo de salida del GAHE.

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