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Modelado basado en el rendimiento energético y validación de un sistema de bomba de calor aire-agua integrado con invernadero de varios vanos en modo de refrigeración

Autores: Rasheed, Adnan; Kim, Hyeon Tae; Lee, Hyun Woo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Modelado basado en el rendimiento energético y validación de un sistema de bomba de calor aire-agua integrado con invernadero de varios vanos en modo de refrigeración


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Agronomía y Ciencia de los Cultivos

Palabras clave

Modelado basado en el rendimiento energético
Evaluación del rendimiento energético
Bomba de calor aire-agua
Refrigeración de invernaderos
Coeficiente de rendimiento
Resultados de la simulación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El propósito de este estudio fue realizar una evaluación y validación del rendimiento energético de una bomba de calor aire-agua (AWHP) basada en modelado, en modo de refrigeración, integrada con un invernadero de varios vanos utilizando el software TRNSYS. Utilizamos el modelo de simulación energética de edificios (BES) para investigar las características de rendimiento del sistema AWHP para la refrigeración del invernadero. Modelamos los componentes del sistema AWHP, incluyendo la unidad de bobina del ventilador (FCU), el tanque de almacenamiento de agua y la bomba de circulación de agua integrada con el modelo del invernadero. El modelo propuesto incluyó todos los componentes del sistema experimental. Validamos el modelo propuesto comparando los resultados de la simulación con los obtenidos de experimentos de campo. Investigamos el suministro de energía de refrigeración al invernadero de varios vanos, la temperatura interna del aire del invernadero, la temperatura de salida de la bomba de calor (HP) y el coeficiente de rendimiento (COP). Evaluamos el rendimiento de nuestro modelo calculando el coeficiente de eficiencia de Nash-Sutcliffe (NSE) de todos los componentes validados. Además, realizamos análisis de regresión lineal (R) para determinar la relación entre los diferentes parámetros. Los valores de NSE de 0.87, 0.81 y 0.93, para la temperatura interna del aire del invernadero, el suministro de energía al invernadero y la temperatura del agua de salida de la HP, respectivamente, validaron la precisión de predicción del modelo. Además, los valores de R de 0.83 y 0.39 indicaron que las cargas de refrigeración dependen más de la radiación solar ambiental que de la temperatura del aire ambiente. Además, un valor de R de 0.91 mostró una relación lineal entre el consumo de energía de la HP y la temperatura del aire ambiente. El COP diario promedio del sistema HP fue de 2.9. En general, los resultados de la simulación mostraron una correlación aceptable con los resultados experimentales. Los altos valores de NSE validaron el alto poder predictivo del modelo. El modelo de validación propuesto puede ser utilizado para mejorar el rendimiento de los sistemas optimizando las estrategias de control y las capacidades de los equipos (por ejemplo, la HP, el FCU y el área del invernadero). Hemos proporcionado información detallada para permitir a los ingenieros, investigadores y consultores implementar el modelo para sus necesidades específicas.

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