Análisis de la profundidad óptima para intercambiador de calor tierra-aire en Arteaga, Coahuila

Resumen

El intercambiador de calor tierra-aire es un sistema de bajo consumo energético compuesto de tubos enterrados que aprovechan la energía geotérmica para calentar o refrigerar el aire. Este sistema ha atraído gran atención en los últimos años por su bajo consumo energético. Sin embargo, requiere un análisis de diseño específico dependiendo del lugar de instalación, su clima y tipo de suelo. En el presente trabajo se analiza la profundidad óptima de instalación del sistema para Arteaga, Coahuila con dos variables: medición in situ y modelado computacional. La metodología tuvo un enfoque cuantitativo realizando trabajo de campo y de laboratorio computacional. Se realizaron mediciones con un aparato de cuatro canales con termopares tipo K tomando en cuenta temperatura ambiente, temperatura de suelo a un metro, a dos metros y a tres metros de profundidad. Con base en los resultados obtenidos se analizó por modelado computacional las variaciones de temperatura de la salida del sistema, tomando en cuenta la temperatura promedio en las tres diferentes profundidades. Los resultados obtenidos mostraron que la temperatura promedio del suelo a un metro de profundidad es de 16.1°C, a dos metros de profundidad es de 18.0°C y a tres metros de profundidad 19.2 °C variando máximo 1°C, la tubería a tres metros de profundidad tiene una mejor eficiencia para la instalación del intercambiador de calor tierra-aire logrando una variación de hasta 7.5°C.