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Ensayos térmicos para la caracterización de intercambiadores de calor (BHE) verticales

Instituto Universitario de Tecnologías de la Información y Comunicaciones

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El diseño adecuado de intercambiadores de calor enterrados es crucial para el funcionamiento óptimo de las instalaciones de climatización geotérmica. Sin embargo, calcular la longitud exacta del intercambiador de calor enterrado es un desafío, ya que debe tener en cuenta tanto el comportamiento térmico del intercambiador como su interacción con el terreno circundante.

Tradicionalmente, el diseño de intercambiadores de calor enterrados se basaba en estimaciones teóricas y modelos simplificados. Estas aproximaciones pueden conducir a intercambiadores de calor infradimensionados, lo que resulta en un mal funcionamiento de la instalación, o a intercambiadores de calor sobredimensionados, lo que aumenta los costos de la instalación sin beneficios adicionales significativos.

La realización de ensayos térmicos es una herramienta esencial para caracterizar los intercambiadores de calor enterrados. Estos ensayos permiten comprender mejor el comportamiento térmico del intercambiador y su interacción con el terreno circundante. Utilizando datos obtenidos de los ensayos térmicos, es posible calcular con mayor precisión la longitud exacta del intercambiador de calor enterrado necesaria para garantizar el funcionamiento óptimo de la instalación de climatización geotérmica. Al evitar diseños incorrectos de intercambiadores enterrados, esta solución contribuye a mejorar la eficiencia y reducir los costos de las instalaciones de climatización geotérmica, lo que resulta en beneficios tanto económicos como ambientales.
Responsable científico

Urchueguía Schölzel Javier Fermín

Participantes

Badenes Badenes Borja, Urchueguía Schölzel Javier Fermín, Lemus Zúñiga Lenin Guillermo

Aplicaciones

  • Conocer el comportamiento térmico de un intercambiador de calor enterrado.
  • Estudiar la interacción térmica entre el sondeo y el terreno.
  • Diseñar de forma eficiente y precisa las instalaciones de climatización mediante energía geotérmica.

Ventajas técnicas

  • Mejorar la competitividad de las empresas dedicadas al diseño de instalaciones de climatización mediante energía geotérmica.

Beneficios que aporta

  • Permite conocer en profundidad el comportamiento térmico del intercambiador de calor enterrado para diseñar de forma precisa su longitud necesaria por parte de una ingeniería. Un diseño incorrecto del intercambiador enterrado se traduciría en un mal funcionamiento de la instalación (intercambiador de calor infradimensionado) o un coste más elevado de la instalación (intercambiador de calor sobredimensionado)

Experiencia relevante

  • La Universidad Politecnica de Valencia ha desarrollado el proyecto financiado por el Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación "Modelado, simulación y validación experimental de la transferencia de calor en el entorno de la edificación" (ENE2008-0059/CON) y ha participado en el proyecto financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad perteneciente al subprograma INNPACTO "Caracterización termo-mecánica y nuevas técnicas de diseño de pilotes termoactivos PITERM" - (IPT-2011-1214-380000) donde se estudió el comportamiento térmico y mecánico de una estructura termoactiva perteneciente a una instalación de climatización geotérmica.