Diseño de una infraestructura experimental para la comprobación del desempeño de intercambiadores de calor bajo condiciones ambientales controladas de temperatura humedad y velocidad de aire

Abstract

En este trabajo se presentan en forma estructurada los pasos para diseñar una cámara climática con sus respectivos circuitos de funcionamiento, haciendo un detallado diseño termo hidráulico de un intercambiador de aletas y tubos, mostrando a continuación, la metodología usada para llevar a cabo este fin. Se despliegan dos puntos importantes en el diseño de la cámara climática, primero, en este trabajo se hizo un esfuerzo por desarrollar un modelo matemático para el diseño de intercambiadores de aletas y tubos, recolectando información dispersa presentada por varios autores. Por ejemplo, se unificaron las correlaciones de la ASHRAE y la AHRI. Segundo, el diseño de las pruebas de testeo a intercambiadores de calor, el montaje experimental permitirá estudiar intercambiadores de tamaños entre 132 [m2] y 56[m2] de área de transferencia de calor, velocidades de aire de 300[FPM] hasta 700[FPM] y manejar diferencias de temperatura entre los fluidos a la entrada del intercambiador entre 20 [°C] y 50 [°C]. Además, la humedad relativa podrá variar entre 40% y 90%. El experimento se ciñe a estándares internacionales, con lo cual a futuro se podrá certificar los estudios realizados en el montaje diseñado. La infraestructura permite establecer la eficiencia de intercambio de calor del intercambiador estudiado y la caída de presión de los fluidos, los cuáles son datos que servirán para un beneficio en la puesta en funcionamiento de los intercambiadores. Se diseñó la cámara climática teniendo en cuenta factores económicos y de diseño, encontrando un punto de equilibrio, el cual dio como resultado una estructura sólida, segura y económica; consiguiendo una mejor respuesta estructural de la cámara climática; Además del diseño de los circuitos hidráulicos que dan un mayor control sobre la cámara climática al usarse el Ethylene glycol en una porcentaje de 50%.