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Ventilacion Geotermica


Enviado por   •  30 de Octubre de 2012  •  2.406 Palabras (10 Páginas)  •  349 Visitas

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Introducción

Entre 2009-2010 se presenta en Venezuela el déficit de generación de energía eléctrica que en la actualidad sufre el país. La causa inmediata de la crisis según lo informado por el gobierno venezolano ha sido una prolongada sequía que ha ocasionado que el nivel del agua en el embalse de la Central Hidroeléctrica Simón Bolívar alcance niveles muy bajos. Esto ha ocurrido durante una nueva ocurrencia del fenómeno climático de El Niño, que se empezó a desarrollar desde julio de 2009. El gobierno del Presidente Hugo Chávez también ha indicado que el incremento se debe al derroche de energía creciente de la población. Entre las medidas tomadas para contrarrestar esta crisis destacan la interrupción periódica del suministro eléctrico en todo el país, excepto en Caracas; penalizaciones económicas para los usuarios que no cumplan con metas de reducción de consumo.

El 10 de junio de 2010, el racionamiento eléctrico fue oficialmente suspendido debido a la recuperación de los embalses por las lluvias, No obstante, el ministro Alí Rodríguez declaró que la crisis eléctrica no ha terminado, pero que "lo peor ha pasado".

A raíz de estos acontecimientos, el menor consumo de energía eléctrica que pueda ser generado, traerá beneficios, económico-sociales a la comunidad, es por ello que es importante recomendar en esta zona geográfica, el uso de Acondicionamiento Geotérmico, el cual no necesita de altas cantidades de corriente eléctrica (comparado con un compresor) y sistema de refrigeración liquido (agua o expansión directa), siendo un medio de ahorro, un sistema simple que a través de un intercambiador de calor utiliza la temperatura del suelo para a través de una transferencia de calor, disminuir o aumentar el temperatura del aire extraído, y utilizarlo para acondicionar un ambiente. Esto partiendo del hecho de que la temperatura del suelo se considera constante a un aproximado de 17°C.

Intercambiadores de Calor Aire-Tierra

Energía Geotérmica

La energía geotérmica o geotermia estudia los fenómenos térmicos que tienen lugar en el interior de la tierra.

El calor generado o almacenado en ella puede ser aprovechado y constituye la fuente de energía geotérmica.

La energía geotérmica puede utilizarse de dos formas distintas, dependiendo del origen del calor que se utilice, que será útil para una u otras aplicaciones.

Se puede utilizar directamente el calor generado por el magma en el interior de la tierra y que llega a la superficie de suelos volcánicos, aguas termales o géiseres. En estas zonas se puede conseguir temperaturas de entre 70 a 450 °C, con las cuales se puede generar vapor de agua para procesos industriales e incluso lograr la generación de electricidad.

Por otro lado, también es posible aprovechar el calor acumulado por la gran masa que forma el suelo, aunque no esté a temperaturas tan elevadas como en el caso anterior, y producir agua caliente o calefacción en cualquier lugar.

Es esta última forma de utilización, en la cual se basan los intercambiadores de calor aire-tierra.

Sistema de Intercambio de Calor Aire-Tierra

El sistema consta básicamente de un tubo, que tiene una salida al interior de la vivienda y otra al exterior, como se aprecia en la Figura. Este tubo se encuentra enterrado a varios metros de profundidad, en contacto con la tierra, con lo cual se extrae aire desde el exterior mediante un ventilador, se hace pasar el aire por el largo del tubo, calentando o enfriando el aire dependiendo del período, para luego inyectar el aire en la vivienda.

figura A.

Esquema básico de un intercambiador de calor aire-tierra.

Una de las problemáticas para el análisis del comportamiento térmico del suelo es su geometría. Sin embargo, la geometría del suelo es posible de simplificar al caso de un solido semi-infinito.

El sólido semi-infinito brinda una útil idealización para una gran cantidad de problemas prácticos. Este modelo puede ser utilizado para determinar transferencia de calor transciende cerca de la superficie de la tierra.

La ecuación de calor para conducción transciende en un sólido semi-infinito esta dada por la ecuación

Donde:

T = Temperatura del suelo [_C]

t = Tiempo [seg]

x = Profundidad del suelo, medida desde la superficie [m]

α = Difusividad térmica [m2/seg]

Modelo de Calculo para un Intercambiador de Calor Aire-Tierra

En la ecuación anterior se muestra como el solido semi-infinito brinda una útil idealización para calcular la transferencia de calor en la cercanía de la superficie de la tierra. Para poder realizar el calculo, es necesario imponer la condición de borde temperatura superficial variable y periódica, y temperatura del ambiente en el año. Baehr-Stephan, propone para este caso, que la temperatura en la superficie de la tierra (x=0) en el año, sigue la forma mostrada en la ecuación N. 1.

Finalmente Baehr-Stephan, propone como solución para la variación de temperatura de la tierra, en función de la profundidad y del tiempo, con un modelo de solido semi-infinito y en las condiciones anteriormente descritas, la ecuación N. 2.

Donde

Con la solución para la temperatura de la tierra en función de la profundidad y del tiempo mostrada en la Ecuación 2, se obtienen varias curvas de temperatura según el periodo, las cuales convergen (disminuyen su amplitud), a medida que aumenta la profundidad. Esto se muestra en la figura 1.

Además, estas curvas fueron aplicadas en el centro de Francia, con las propiedades del suelo y estaciones del año del lugar. Esto se muestra en el figura 2.

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