Diseño de un sistema doméstico hidrogeotérmico para climatización en un ambiente tropical cárstico [recurso electrónico] / Ricardo Ochoa Sosa

Tesis (Maestría en Ciencias en Energía Renovable) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2011.

El control de la temperatura y humedad de espacios habitables es un factor crítico para satisfacer necesidades mínimas, tanto laborales, como industriales y habitacionales. El resultado del elevado gasto energético por climatización afecta tanto al usuario final como al medio ambiente, principalmente por la emisión de gases de efecto invernadero. La Península de Yucatán tiene características geofísicas y climatológicas específicas, que representan oportunidades únicas para el desarrollo de mecanismos alternativos de acondicionamiento de aire, en específico para sistemas de climatización hidrogeot´ermica. Estos equipos aprovechan la diferencia de temperaturas con cuerpos de agua profundos para acondicionar térmicamente espacios habitables. Generan un ahorro energético porque minimizan las etapas de transformación de la energía, y contribuyen a la conservación ambiental porque no dependen de refrigerantes. Esta investigación explora las posibilidades de uso de sistemas de climatización hidrogeotérmica para uso doméstico en Yucatán, a través del diseño conceptual de un equipo para acondicionamiento de aire. Se desarrolló un método que permite caracterizar el subsuelo cárstico, a partir de sus propiedades termodinámicas, utilizando muestras de roca de 110mg. Las muestras pueden ser obtenidas de los residuos de excavación de pozos, y el análisis puede realizarse prácticamente en cualquier laboratorio de fisicoquímica, sin necesidad de realizar modificaciones o cambios en la configuración del equipo de laboratorio. Se analizaron cuatro propiedades físicas del carst: capacidad calorífica, conductividad térmica, porosidad y difusividad térmica. Se realizó un modelo matemático para la simulación de distintas condiciones de operación del equipo, que incluyen: operación con energía residual, operación exclusivamente durante las horas de día, operación constante y operación bajo un escenario de cambio climático de 0:5_C sobre la temperatura media. Se propone que los sistemas de climatización hidrogeotérmica tienen un potencial de ahorro energético de hasta un 33 por ciento en comparación con sistemas convencionales, y que pueden emplearse como mecanismo de mitigación de emisiones; pero que podrían reducir su potencial de ahorro ante un incremento generalizado de la temperatura media en la zona de estudio.