Climatización por adsorción-evaporación en clima subtropical

Abstract

Se presentan los resultados de un proyecto de climatización solar de ciclo de adsorción-humidificación del aire de proceso mediante camas de gel de sílice (SG). Del análisis teórico se estableció como punto de diseño 36ºC / 60% HR a fin de proporcionar el aire acondicionado a 23,7ºC / 60% HR. Se analizaron diferentes escenarios con condiciones del ambiente que van de 27-42 ºC y 30-90% HR. Los procesos de adsorción y enfriamiento evaporativo fueron estudiados a circuito abierto y cerrado. Una matriz de astillas de madera mantenidas a humedad controlada mediante agua de red domiciliaria sirve de módulo de enfriamiento evaporativo. El funcionamiento del ciclo fue simulado y analizado por medio de un código escrito en MathCad7. El proceso de regeneración fue estudiado a circuito abierto y cerrado en un rango de temperaturas de 80ºC-90ºC usando calentadores eléctricos para calentar el aire de proceso. El colector solar utilizado en la regeneración solar fue diseñado y modelado usando TRNSYS. Se determinó un COP de 0.26 / 0.1 para cargas térmicas de 2400 Wh / 910 Wh con disminución de la temperatura de 36 ºC a 18 ºC / 21 ºC a 13 ºC respectivamente. La planta piloto en construcción climatizará una oficina de 20 m<SUP>2</SUP> de superficie, 18 m<SUP>2</SUP> de superficie colectora se utilizarán para regenerar los 30 kg de SG de las camas de adsorción y se utilizará agua del subsuelo para mejorar el funcionamiento de los intercambiadores agua-aire involucrados en el ciclo.

The results of a solar air conditioning project based on an adsorption-humidification cycle using SG beds are presented herein. A design point of 36ºC / 60% RH was selected to provide process air at 23,7ºC / 60% RH. Different scenarios with ambient conditions ranging 27-42 ºC and 30-90% were analyzed. The adsorption and evaporative cooling processes were studied under open and closed circuits. The evaporative module is made of a wooden chips matrix maintained at controlled humidity and fed with tap water. The operation of the cycle was simulated and analyzed by means of a code written in MathCad7. The regeneration process was studied under open and closed circuits in a range of temperatures between 80ºC- 90ºC using electric heaters as power source. The solar collector used in the solar regeneration was designed and modeled using TRNSYS. COPs of 0.26 / 0.1 were determined for thermal loads of 2400 Wh / 910 Wh. with temperature drop of 36 ºC to 18 ºC / 21 ºC to 13 ºC respectively. The pilot plant under construction comprises a surface area to refrigerate of 20 m<SUP>2</SUP>, 18 m<SUP>2</SUP> of solar collectors to provide the thermal energy for the regeneration of the 30 kg SG beds. Underground water will be used to improve performance of the water-air heat exchangers involved in the cycle.