Diseño de un sistema de climatización geotérmico con bombas de calor para los laboratorios de ingeniería mecatrónica de la Universidad Tecnológica Equinoccial

Abstract

El proyecto está delineado para realizar el diseño de un sistema de climatización geotérmico con bomba de calor. Para lo cual se realizó el cálculo de cargas térmicas del lugar, obteniendo la carga sensible y latente de enfriamiento que necesitan los laboratorios son 4535.1 W y 363.7 W respectivamente. La bomba de calor geotérmica de doble capacidad aire-agua que se seleccionó es del fabricante Geo Comfort de Compas Indoor Split Series cuyo modelo es MPD 024A al 100% de la carga. Este sistema tiene una capacidad de 7297.47 W, que satisface los 7174.4 W que se necesitan para climatizar los laboratorios. Este equipo posee un EER de 20.3. El diseño del GHEX se seleccionó de tipo horizontal-trinchado con 2 zanjas a una profundidad de 2 metros. El material de las tuberías es de HDPE de DR-11, con un diámetro de ¾ de pulgada; la longitud de cada tubería es de 543.07 metros. La longitud total de cada zanja de 67.88 metros. Mientras que el flujo en cada trayectoria de flujo es de 1.5 gpm, debido a esto se tiene 3 gpm por cada zanja. Por otra parte el cálculo de la pérdida total de carga del sistema es de 3.24 metros, por lo que se seleccionó la bomba de circulación UPS 15-55 SUC del fabricante Groundfos. Este modelo posee un caudal de 0 a 25 gpm con un HL de 0 a 5.5 m. Se logró obtener el punto de operación del sistema, el cual estará en algún lugar alrededor de un flujo del sistema de 6.36 gpm a 3.57 m de pérdida de carga. Finalmente se alcanzó demostrar que la implementación de este sistema representa un gran beneficio para la Universidad, puesto que se tiene un ahorro de $ 602.4 mensual y de $ 7228.8 anual.