Diseño de un intercambiador de calor de baja entalpia por geotermia para climatización de un edificio universitario

Abstract

En el norte del Estado de Sonora, México se presentan temperaturas ambientales de hasta 37 º C las cuales conllevan al uso desmedido de sistemas de climatización, como consecuencia de esto tienen el mayor consumo energético a nivel nacional. Por este motivo, este proyecto tiene como finalidad diseñar un intercambiador de calor enterrado de baja entalpía capaz de climatizar un edificio universitario considerando las propiedades térmicas del suelo, dimensionamiento y factibilidad económica del mismo. La infraestructura beneficiada fue el Laboratorio de Ingeniería Civil del Instituto Tecnológico de Sonora. Previo al diseño del intercambiador se llevó a cabo un análisis de temperaturas y propiedades de los diferentes niveles de suelo para lograr determinar la ubicación óptima para una buena transferencia de calor. Tomando en consideración las recomendaciones de IGSHPA, el volumen de la zona a refrigerar y las renovaciones de aire necesarias se llegó a un prototipo. Con la ayuda de un software CAM/CAD de simulación se realizaron pruebas en cada capa de suelo, con lo cual fue posible validar el diseño y seleccionar la mejor opción. En este caso, un intercambiador con tuberías de 20 centímetros de diámetro el cual será ubicado en la capa 1-2 bajo el suelo. Además, como impulsor del sistema se selecciona un ventilador centrífugo capaz de mover 510 metros cúbicos de aire por hora. La utilización de la geotermia como fuente de climatización es clave para asentar las bases de un futuro sostenible y más amigable con el ambiente, además de ser económicamente viable