Intercambiador de calor

In

Universidad de Valparaíso
Ingeniería Ambiental
Procesos Unitarios

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Air–soil heat exchangers for heating and cooling of buildings: Design guidelines,
potentials and constraints, system integration and global energy balance
Pierre Hollmuller*, Bernard Lachal.

“Intercambiadores de calor aire-tierra para la calefacción y refrigeración de los
edificios: Diseño directrices,potencialidades y limitaciones, integración de
sistemas y mundial balance energético”.



25 de Abril de 2014
1

Resumen
Como los edificios tienen mejoras continuas, existe un interés creciente en sistemas de calentamiento durante el
invierno y de enfriamiento durante el verano a base de energías renovables. Uno de ellos, que puede cumplir, en
principio, ambos propósitos, consiste enforzar el aire del exterior a través de un intercambiador de calor aire- tierra,
para amortiguar la amplitud de la temperatura transportada por el flujo de aire, el edificio subterráneo que sirve como
una energía tampón.
Un intercambiador de calor aire-suelo consiste en una matriz de tubos horizontales, posiblemente un tubo único,
enterrado debajo o al lado de un edificio y situado en laentrada del sistema de ventilación. El Propósito es tomar
ventaja de la inercia térmica del suelo, a fin de absorber y amortiguar el invierno / verano o la oscilación meteorológica
día / noche llevado por el flujo de aire, cortando de ese modo los extremos térmicos frío o en caliente que de otro
modo serían transferidos al edificio. En principio esta técnica puede utilizarse también para lacalefacción en invierno
como para fines de refrigeración en verano, aunque en este trabajo se verá que bajo climas centroeuropeos estas
modalidades son diferentes tanto en términos de los resultados deseados, como en términos de sinergia con el resto
del sistema de ventilación y con el propio edificio.
Como una etapa de modelado adicional, el modelo numérico utilizado en este estudio permite lavariación de la tasa
de flujo de aire y dirección, suelos no homogéneos, condiciones de contorno laterales no adiabáticos, así como
descripción de los intercambios de calor latente y efecto térmico de la carga pérdida.
A modo de corroboración de algunos gráficos, se utilizó el software Mathematica 2010 para la realización de los
mismos y así verificar la correcta utilización de los datosen las ecuaciones entregadas en este artículo.

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Índice de contenidos.
1.

Metodología ................................................................................................................................................4
1.1 Pautas para el diseño................................................................................................................................4
1.1.1 Principios y parámetros que rigen .....................................................................................................4

2. Resultados .......................................................................................................................................................6
3.Discusión....................................................................................................................................................... 10
4. Conclusiones................................................................................................................................................. 11
5. Referencias................................................................................................................................................... 12

Índice de ilustraciones.
Ilustración 1. Sistema esquemático y perfil típico de temperatura a lo largo de las tuberías. ...........................4
Ilustración 2. Coeficiente de convección de transferencia de calor ha como una función de la velocidad del
aire y de diámetro la tubería....