ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LA APLICACIÓN DE UN SISTEMA DE ENFRIAMIENTO POR RADIACIÓN NOCTURNA A UNA VIVIENDA

Abstract

El presente trabajo pretende el desarrollo de un prototipo de sistema de climatización para una vivienda, utilizando el fenómeno de enfriamiento por radiación nocturna como potencial térmico. El estudio se enmarca bajo un proyecto multidisciplinario que involucra a las carreras de Ingeniería Civil Mecánica y Arquitectura de la UTFSM para su desarrollo en conjunto con el Departamento de Industrias. El sistema se instala en una vivienda modular perteneciente al departamento de Arquitectura, la cual se encuentra en el Laboratorio de Energías Renovables “LER”, los ensayos se realizan en enero del 2018, correspondiente al verano de la zona. El circuito de enfriamiento cuenta con una placa radiadora de 2 m2 instalada en el techo de la vivienda, un tanque de almacenamiento con 50 l de capacidad, dos bombas, tuberías de conexión y una unidad terminal correspondiente a un serpentín de cobre instalada al interior de la vivienda. El circuito se divide en dos subsistemas, donde cada uno posee un caudal diferente según sus requerimientos, he ahí la utilización de dos bombas. El periodo de prueba abarca una semana, donde la bomba de recirculación funciona desde las 19:00 hasta las 08:00 horas. Los resultados obtenidos se analizan por separado para determinar el comportamiento de cada componente en específico: radiador, tanque, unidad terminal. El máximo enfriamiento del agua al pasar por el radiador nocturno se proporcionó a las 0:00 horas aproximadamente y fue de casi 3 °C, se obtiene que bajo las condiciones meteorológicas de ese momento el efecto de la transferencia de calor por convección entre el radiador y el ambiente disminuyó el potencial de enfriamiento neto en hasta un 50%, afectando negativamente el enfriamiento. Con respecto al tanque se determina la importancia de que éste se encuentre aislado, ya que durante la noche y debido a las bajas temperaturas en la zona, las temperaturas registradas en la parte superior e inferior del tanque siempre eran más frías que en el resto del sistema lo que generaba una sobrevaloración del enfriamiento obtenido, en promedio el tanque obtiene una tasa de eliminación de calor de 39 W/m2 por noche. Finalmente se proponen mejoras a cada componente para el futuro desarrollo del proyecto y se determinan algunos de los factores que afectaron el potencial de enfriamiento.