Mejora del Intercambiador de Calor de un Enfriador Evaporativo de Punto de Rocío de Flujo Contracorriente a Través de Simulaciones COMSOL
Autores: García-González, Mario; Cheng, Guanggui; Bui, Duc Thuan; López-Leyva, Josué Aarón
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejora del Intercambiador de Calor de un Enfriador Evaporativo de Punto de Rocío de Flujo Contracorriente a Través de Simulaciones COMSOL
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Demandas de confort
Calentamiento global
Sistemas HVAC
Sistema de Compresión de Vapor
Consumo de energía
Enfriadores evaporativos de punto de rocío
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Debido a las demandas de confort moderno y al calentamiento global, los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) se utilizan ampliamente en muchos hogares y edificios. Sin embargo, el HVAC basado en el Sistema de Compresión de Vapor (VCS) es un gran consumidor de energía, representando entre el 20 y el 50% del consumo energético de un edificio y siendo responsable del 29% de las emisiones de CO del mundo. Los enfriadores evaporativos de punto de rocío ofrecen una alternativa sostenible, pero enfrentan desafíos, como la efectividad del punto de rocío y del bulbo húmedo. Dado lo anterior, los sistemas de enfriamiento evaporativo de punto de rocío pueden encontrar un lugar para destronar a los sistemas de aire acondicionado convencionales. Esta investigación tiene como objetivo diseñar un sistema de enfriador evaporativo de punto de rocío con mejor rendimiento en términos de efectividad del punto de rocío y del bulbo húmedo. En términos de metodología, se diseñó y analizó un intercambiador de calor como parte de un sistema de enfriamiento de punto de rocío de flujo contrario utilizando simulaciones de COMSOL bajo diferentes condiciones climáticas, geométricas y dimensionales representativas, teniendo en cuenta el flujo turbulento. A continuación, nuestro modelo se comparó con otros sistemas de enfriamiento. Los resultados muestran que nuestro modelo tiene un rendimiento similar al de otros sistemas de enfriamiento, con un error de alrededor del 6.89% en la temperatura de salida a baja humedad relativa (0-21%). En comparación, nuestro sistema es más sensible a la humedad en el clima, mientras que las bombas de calor pueden operar en alta humedad. La efectividad promedio del punto de rocío y del bulbo húmedo también fue mayor que la reportada en la literatura, con un 91.38% y un 147.84%, respectivamente. Además, existen algunas limitaciones potenciales de las simulaciones en términos de las suposiciones realizadas sobre las condiciones atmosféricas. Por esta razón, los resultados no pueden ser generalizados, sino que deben considerarse como un punto de partida para futuras investigaciones y proyectos de desarrollo tecnológico.
Descripción
Debido a las demandas de confort moderno y al calentamiento global, los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) se utilizan ampliamente en muchos hogares y edificios. Sin embargo, el HVAC basado en el Sistema de Compresión de Vapor (VCS) es un gran consumidor de energía, representando entre el 20 y el 50% del consumo energético de un edificio y siendo responsable del 29% de las emisiones de CO del mundo. Los enfriadores evaporativos de punto de rocío ofrecen una alternativa sostenible, pero enfrentan desafíos, como la efectividad del punto de rocío y del bulbo húmedo. Dado lo anterior, los sistemas de enfriamiento evaporativo de punto de rocío pueden encontrar un lugar para destronar a los sistemas de aire acondicionado convencionales. Esta investigación tiene como objetivo diseñar un sistema de enfriador evaporativo de punto de rocío con mejor rendimiento en términos de efectividad del punto de rocío y del bulbo húmedo. En términos de metodología, se diseñó y analizó un intercambiador de calor como parte de un sistema de enfriamiento de punto de rocío de flujo contrario utilizando simulaciones de COMSOL bajo diferentes condiciones climáticas, geométricas y dimensionales representativas, teniendo en cuenta el flujo turbulento. A continuación, nuestro modelo se comparó con otros sistemas de enfriamiento. Los resultados muestran que nuestro modelo tiene un rendimiento similar al de otros sistemas de enfriamiento, con un error de alrededor del 6.89% en la temperatura de salida a baja humedad relativa (0-21%). En comparación, nuestro sistema es más sensible a la humedad en el clima, mientras que las bombas de calor pueden operar en alta humedad. La efectividad promedio del punto de rocío y del bulbo húmedo también fue mayor que la reportada en la literatura, con un 91.38% y un 147.84%, respectivamente. Además, existen algunas limitaciones potenciales de las simulaciones en términos de las suposiciones realizadas sobre las condiciones atmosféricas. Por esta razón, los resultados no pueden ser generalizados, sino que deben considerarse como un punto de partida para futuras investigaciones y proyectos de desarrollo tecnológico.