Potencial de la refrigeración por absorción activado con gas natural y energía solar en centros comerciales de Barranquilla

En esta tesis doctoral se presenta una evaluación de la factibilidad técnica, ambiental y económica de la implementación de sistemas de refrigeración por absorción en centros comerciales ubicados en la ciudad de Barranquilla, Colombia, usando H2O/LiBr y NH3/LiNO3 como fluidos de trabajo, considerando diferentes fuentes de energía para su activación (energía solar y/o gas natural). Para llevar a cabo esta investigación, se realizó una revisión de la literatura especializada de la tecnología. Se seleccionaron tres centros comerciales que caracterizan el mayor número de este tipo de edificaciones de acuerdo con el área a acondicionar y el tamaño disponible para la instalación de los sistemas. Posteriormente, se estimó la carga térmica para el acondicionamiento de aire en los centros comerciales a partir de mediciones de la potencia eléctrica y se identificó condiciones críticas de operación. Luego, se desarrolló un modelo termodinámico de los sistemas de refrigeración por absorción utilizando energía solar y/o gas natural y se validó con datos del fabricante para diferentes series de sistemas de refrigeración por absorción obteniendo errores relativos menores del 1% en el evaporador y generador. Con este, se realizó un análisis de sensibilidad de las características técnicas e indicadores de desempeño de todo el sistema usando los dos fluidos de trabajo y dos tipos de colectores solares térmicos. Luego, se estudiaron los diferentes escenarios planteados para los centros comerciales seleccionados considerando, factores técnicos (incluyendo mantenimiento), ambientales y económicos. Con ello, se determinó que tipo de colector solar térmico, fluido de trabajo, fuente de energía para la activación, configuración y que condiciones de operación eran las más adecuadas para implementar en sistemas de refrigeración por absorción en la ciudad. También, se obtuvieron como resultado en algunos escenarios, IRR de hasta el 54,6 %, tiempos de retornos de la inversión bajos de entre 2 y 3 años, COP de hasta 0,77 y SCOP de hasta 0,52 en las condiciones más críticas correspondientes al día típico del mes seleccionado. Si se desea llevar estos estudios de factibilidad a un mayor nivel de detalle que permita estudiar los mecanismos de transferencia de masa y calor, se requerirá evaluar los componentes claves del sistema. Por ello, al final se desarrolló como una herramienta complementaria para futuras investigaciones, una metodología para simular absorbedores de burbujas mediante un modelo CFD y evaluar dichos mecanismos considerando los modelos multifase, los modelos de turbulencia y mezcla, la prueba de independencia del mallado, la cantidad de elementos de la malla y las variables para validar el modelo CFD correctamente ( lo que no estaba definido con claridad en la literatura especializada).

• Autores: Rodríguez Toscano, Andrés David
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2022
• Institución: Corporación Universidad de la Costa
• Repositorio: REDICUC - Repositorio CUC
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/9608
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/11323/9608; https://repositorio.cuc.edu.co/
• Palabra clave: Refrigeración por absorción; Centros comerciales; Colectores solares térmicos; Gas natural; Fluidos de trabajo; Absorption refrigeration; Shopping malls; Solar thermal collectors; Natural gas; Working fluids
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)