Refrigeración por adsorción
Adsorption cooling
Citación
Fecha
2021-08-19Autor
Domínguez Avellaneda, Daniel Felipe
Quiceno Ariza, María Alejandra
Título obtenido
Ingeniero en Mecatrónica
Palabras claves
; adsorcion; condensadores electricos; refrigerantes
Metadatos
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Resumen
El desarrollo de este trabajo consiste en el diseño, simulación y construcción de un refrigerador solar por adsorción. Este funcionara a partir del proceso de adsorción de un refrigerante para este caso metanol en un adsorbente el cual es gel de sílice. Del mismo modo se desarrolló un análisis termogravimétrico para diferentes adsorbentes y refrigerantes con el fin de determinar cuál será el óptimo par de adsorción a utilizar en esta máquina.
Todo esto se realiza con el fin de construir una maquina refrigerante que funcione únicamente con energía solar y la cual pueda ser utilizada a futuro en zonas de difícil acceso a la energía eléctrica. También el objetivo es impulsar el estudio de las energías renovables en Colombia, tema que en la actualidad no es desarrollado con profundidad y el cual tiene bastas aplicaciones sobre todo bajo las condiciones climáticas que presenta este país.
El refrigerador cuenta con tres partes fundamentales: El generador, el condensador y el evaporador. Para el diseño de estas secciones se realizó un análisis matemático en el cual se estudien las variables más importantes al momento de crear cada componente para luego plasmar estas ideas en un software de modelado por computador (SolidWorks) que permita tener una idea clara del producto final. Se realizaron simulaciones con software de elementos finitos (ANSYS) para comprender el comportamiento de cada componente; por otro lado, se integró un componente electrónico encargado de la adquisición de datos en el cual se utilizó Arduino y Excel acompañado de cuatro sensores de temperatura. Finalmente, con el par adsorbente seleccionado, y con todas las condiciones de diseño, se procederá a realizar la construcción del refrigerador, para finalmente realizar las pruebas pertinentes que permitan corroborar el funcionamiento del equipo como una máquina de refrigeración.
Luego de la ejecución de pruebas, y bajo diferentes condiciones climáticas las cuales afectaron considerablemente el funcionamiento del refrigerador, se obtuvieron temperaturas de refrigeración de hasta 8°C, corroborando así que el diseño, simulación y construcción del equipo fue correcto.
The development of this work consists of the design, simulation and construction of a solar adsorption cooler. This will work from the process of adsorption of a refrigerant in this case methanol in an adsorbent which is silica gel. In the same way, a thermogravimetric analysis was developed for different adsorbents and refrigerants in order to determine the optimal adsorption torque to use in this machine.
All this is done in order to build a cooling machine that works only with solar energy and which can be used in the future in areas with difficult access to electricity. The objective is also to promote the study of renewable energies in Colombia, a topic that is currently not developed in depth and which has vast applications, especially under the climatic conditions that this country presents.
The refrigerator has three fundamental parts: The generator, the condenser and the evaporator. For the design of these sections, a mathematical analysis was carried out in which the most important variables are studied at the time of creating each component and then translate these ideas into computer modeling software (SolidWorks) that allows a clear idea of the final product . Simulations with finite element software (ANSYS) were performed to understand the behavior of each component; On the other hand, an electronic component in charge of data acquisition was integrated in which Arduino and Excel were used, accompanied by four temperature sensors. Finally, with the selected adsorbent pair, and with all the design conditions, the construction of the refrigerator will be carried out, to finally carry out the pertinent tests that allow to corroborate the operation of the equipment as a refrigeration machine.
After the execution of tests, and under different climatic conditions which considerably affected the operation of the refrigerator, refrigeration temperatures of up to 8 ° C were obtained, thus corroborating that the design, simulation and construction of the equipment was correct.
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- Ingeniería Mecatrónica [216]