Evaluación del rendimiento de una bomba de calor asistida por energía solar que funciona con un compresor de 1/6 hp mediante el uso de refrigerantes R12 - R407C - R410A como fluidos de trabajo.

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Title: Evaluación del rendimiento de una bomba de calor asistida por energía solar que funciona con un compresor de 1/6 hp mediante el uso de refrigerantes R12 - R407C - R410A como fluidos de trabajo.
Authors: Rodríguez Guzmán, Iván Alejandro
Silva Buitrón, Pablo Joel
Advisor: Quitiaquez Sarzosa, William Giovanny
Abstract: La presente investigación presenta el análisis del rendimiento de una bomba de calor asistida por energía solar de expansión directa evaluando los refrigerantes R12, R410A, R407C y R290 como posibles fluidos de trabajo, los componentes de dicha bomba son: un compresor de 1/6 hp, una válvula de expansión electrónica, un condensador de cobre, y una placa colectora que funciona como evaporador pintada de negro para incrementar la absortividad de dicha placa. Debido a la situación ambiental del planeta se ha investigado las características de los refrigerantes mencionados anteriormente y se ha realizado el análisis ambiental correspondiente, por lo que se propone el uso del refrigerante más amigable con el planeta, este refrigerante es el R290, refrigerante del cual se han obtenido sus propiedades termodinámicas a través de la base de datos proporcionada por el software EES. Las pruebas realizadas han sido tabuladas con datos experimentales tomados cada cinco minutos en cuatro diferentes días realizando cinco ensayos al día evaluando diferentes situaciones climatológicas. La temperatura máxima del agua a la que se llegó en las pruebas es 45 °C, el tiempo en que el equipo toma en calentar el agua, así como la eficiencia de este, dependen de la condición climatológica que se tiene, por ejemplo, en días despejados con una radiación promedio de 422.35 W⸱m-2 y una temperatura ambiente de 14.26 °C el equipo demoró 40 minutos en alcanzar la temperatura de 45 °C. La eficiencia del sistema con asistencia solar estuvo en un rango óptimo obteniendo valores para el coeficiente de operación (COP) entre 3.58 y 6.09, dándose los valores más altos en horas de la mañana. La implementación del sistema de bomba de calor pretende reducir las emisiones de CO2 producidas por equipos tradicionales de calentamiento de agua, adicionalmente con el refrigerante seleccionado evitar el daño a la capa de ozono y reducir la emisión de gases provocan el efecto invernadero. Para la obtención de datos como radiación, temperatura ambiente y velocidad del viento se utilizó una estación meteorológica de tipo inalámbrica, que cuenta con una pantalla digital para visualizar los datos medidos, además equipos de medición de temperatura como pirómetro y una cámara termográfica marca Fluke modelo Ti200.
Translated abstract: The present research develops the performance analysis of a solar energy assisted heat pump with direct expansion evaluating refrigerants R12, R410A, R407C and R290 as possible working fluids, the components of this pump are: a 1/6 hp compressor, an electronic expansion valve, a copper condenser, and a collecting plate which in turn functions as a black-painted evaporator to increase the emissivity of that plate. Due to the environmental situation of the planet has investigated the characteristics of the refrigerants mentioned and proposes the use of the refrigerant more environmentally friendly, this refrigerant is the R290, refrigerant which have obtained their thermodynamic properties through the database provided by the software EES. The tests carried out have been tabulated with experimental data taken every five minutes in four different days carrying out five tests per day evaluating different climatic situations. The maximum water temperature, which was reached in the tests is 45 °C, the time that the equipment takes to heat the water depends on the climatic condition that it has, for example on sunny days with an average radiation of 422.35 W⸱m-2 and an ambient temperature of 14.26 °C the equipment took 40 minutes to reach the water temperature of 45 °C. The efficiency of the solar assisted system was in an optimum range obtaining values for the operating coefficient (COP) between 3.58 and 6.09, giving the highest values in the morning hours. The implementation of a heat pump system aims to reduce emissions from traditional water-heating equipment and in addition to the selected refrigerant to avoid damage to the ozone layer and reduce the emission of gases which provoke the greenhouse effect. A meteorological station and temperature measuring equipment such as pyrometer and a Fluke Ti200 thermographic chamber, were used to obtain data such as radiation, ambient temperature and wind velocity.
Keywords: CALEFACCIÓN - SISTEMAS
ENERGÍA SOLAR
ENERGÍA TÉRMICA
CALOR - MEDICIÓN
CALEFACCIÓN
CALENTADORES
Issue Date: Aug-2018
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/15970
Language: spa
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