Evaluación de un sistema de calefacción por suelo radiante implementado en un módulo educativo-experimental construido con materiales alternativos a escala pequeña para la enseñanza superior

Autores/as

  • Orlando Jesús Alpaca Rendón Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales, Universidad Católica de Santa María, Arequipa, Perú

DOI:

https://doi.org/10.21754/tecnia.v32i1.1370

Palabras clave:

Módulo Experimental, Sistema de Calefacción, Suelo Radiante, Inercia Térmica, Interfaz de Usuario

Resumen

En el presente estudio se desarrolló un módulo experimental de un sistema de calefacción por suelo radiante por agua, para el laboratorio de termo-fluidos de la Universidad Católica de Santa María, con el cual se pretende comprobar si es posible emular el principio de funcionamiento térmico de este tipo de sistemas de climatización en un periodo menor a las dos horas de duración (debido a la alta inercia térmica de los sistemas radiantes y a la duración limitada de las prácticas en laboratorio), utilizando materiales alternativos que faciliten la construcción, mantenimiento y asequibilidad del módulo, manteniendo la capacidad de poder realizar pruebas experimentales de diversa índole relacionadas al suelo radiante, de manera que se evalúe la viabilidad de poder utilizar un módulo como un medio experimental con fines educativos para este tipo de sistemas. Para responder la interrogante del presente estudio, las pruebas experimentales realizadas estuvieron enfocadas en monitorear las temperaturas del suelo, del agua y del interior de la cámara de pruebas, así como el tiempo transcurrido. Los resultados muestran que, utilizando una temperatura del agua de 60°C por 60 minutos, se registraron incrementos en la temperatura interior de hasta 6.5°C, seguidamente, tras el apagado del sistema y renovación del aire interior, se registró una caída en la temperatura interior de 1.1°C durante un periodo de 30 minutos. Se implementó al módulo de manera que éste pueda ser manipulado tanto mediante una interfaz de usuario en una computadora, como sin el uso de ésta.

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Citas

[1] Fegeca y Fenercom, “Guía de suelo radiante”, 2017, [En línea]. Disponible en: https://www.fenercom.com/publicacion/guia-de-suelo-radiante-2a-edicion-2017/
[2] F. Yang, J. Liu, Q. Sun, L. Cheng, y R. Wennersten, “Simulation analysis of household solar assistant radiant floor heating system in cold area”, Energy Procedia, 2019, vol. 158, pp. 631–636. doi: 10.1016/j.egypro.2019.01.166.
[3] Uponor, “Manual técnico de Climatización Invisible”, Uponor Hispania, S.A.U, Madrid, 2013, [En línea]. Disponible en: http://www.solarcondicionado.pt/files/catalogs/Cat%C3%A1logo-Piso-Radiante-Uponor-2017.pdf
[4] ALB Sistemas S.A., “Sistema de climatización radiante. Manual Técnico”, ALB Sistemas, Santa Oliva, 2017, [En línea]. Disponible en: https://fdocuments.ec/document/sistema-de-climatizacin-radiante-manual-tcnico-12017-prueba-de-presin-30.html?page=1
[5] Sistemas BARBI, “Manual Técnico Suelo Radiante”, Industrial BLANSOL S.A., Barcelona, [En línea]. Disponible en: https://sistemamid.com/calefaccion-barbi-manual-tecnico-de-suelo-radiante/
[6] J. Diaz y F. Tinta, “Diseño y Construcción de un Módulo Experimental de Suelo Radiante a Energía Solar”, tesis para obtener el título profesional de ingeniero mecánico, Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco, 2017.
[7] W. R. Berrio Huarahuara y F. Hancco Mamani, “Diseño de un prototipo de calefacción por m2 de superficie de piso radiante utilizando PCMS aprovechando la energía solar térmica en la ciudad de Puno”, tesis para optar el título profesional de ingeniero mecánico electricista, Universidad Nacional del Antiplano, 2017.
[8] J. Marrero Marín, “Calefacción Mediante Suelo Radiante”, 2009, [En línea]. Disponible en: https://silo.tips/download/calefaccion-mediante-suelo-radiante
[9] B. Larwa, S. Cesari, y M. Bottarelli, “Study on thermal performance of a PCM enhanced hydronic radiant floor heating system”, Energy, vol. 225, Jun. 2021, doi: 10.1016/j.energy.2021.120245.
[10] R. Borinaga- Treviño, J. Cuadrado, J. Canales, y E. Rojí, “Lime mud waste from the paper industry as a partial replacement of cement in mortars used on radiant floor heating systems”, Journal of Building Engineering, vol. 41, Sep. 2021, doi: 10.1016/j.jobe.2021.102408.
[11] A. el Mays et al., “Using phase change material in under floor heating”, Energy Procedia, 2017, vol. 119, pp. 806–811. doi: 10.1016/j.egypro.2017.07.101.
[12] S. Oubenmoh et al., “Some particular design considerations for optimum utilization of under floor heating systems”, Case Studies in Thermal Engineering, vol. 12, pp. 423–432, Sep. 2018, doi: 10.1016/j.csite.2018.05.010.
[13] CTE, “DA DB-HE-1 Ahorro Energético (Cálculo de parámetros característicos de la envolvente)”, pp. 1–19, 2015.
[14] CEDIC, “Manual de tubo y accesorios de cobre”, p. 173, 2009.
[15] Instituto de Promoción Cerámica de España (IPC)., “La calefacción radiante por agua.”
[16] A. J. Ghajar y Y. A. Cengel., Heat and Mass Transfer: Fundamentals & Applications. 2011.
[17] REHAU, “Sistemas de calefacción y refrescamiento por superficies radiantes”, 2019.
[18] Giacomini, “Sistemas de suelo radiante para calefacción y refrigeración”, 2015.
[19] CTE, “DB-HS Salubridad,” Septiembre, vol. 2013, pp. 1–129, 2007, [En línea]. Disponible en: http://www.arquitectura-tecnica.com/hit/Hit2016-2/DBHE.pdf
[20] IDAE, Guía Técnica de Instalaciones de Climatización por Agua, 2008.
[21] Jeffrey. Travis y Jim. Kring, LabVIEW for everyone : graphical programming made easy and fun. Prentice Hall, 2007.
[22] Atmel Corporation, “Atmel-42735-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega328-328P_Datasheet”, 2012.
[23] M. H. Rashid, Electrónica de Potencia. Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones, Prentice Hall Hispanoamericana S.A., 1993, [En línea], Disponible en: chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://riverraid17.files.wordpress.com/2010/03/electronica-de-potencia-rashid-espanol.pdf
[24] K. Ogata, Sistemas de Control en Tiempo Discreto, vol. 66, 1996.
[25] Texas Instruments., “Datasheet Lm35”, no. November, pp. 1–13, 2013.
[26] K. Ogata, “Modern Control Engineering”, Pearson Education Inc., 2002, [En línea]. Disponible en: chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/http://docs.znu.ac.ir/members/pirmohamadi_ali/Control/Katsuhiko%20Ogata%20_%20Modern%20Control%20Engineering%205th%20Edition.pdf

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Publicado

2022-06-30

Cómo citar

[1]
O. J. Alpaca Rendón, «Evaluación de un sistema de calefacción por suelo radiante implementado en un módulo educativo-experimental construido con materiales alternativos a escala pequeña para la enseñanza superior», TEC, vol. 32, n.º 1, pp. 70–81, jun. 2022.

Número

Sección

Ingeniería Física