Evaluación Técnico y Ambiental de un Sistema de Refrigeración Usando CO2 como Alternativa al Sistema de Refrigeración Convencional para la Conservación de Productos Cárnicos en un Cuarto Frio

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dc.contributor.advisorAmaris Castilla, Carlos Fidel
dc.contributor.advisorFuentes Diaz, David Alfredo
dc.contributor.authorCarreño Montiel, Sebastian
dc.contributor.authorFranco Pachon, Henry Yesid
dc.contributor.evaluatorRueda Ordoñez, Yesid Javier
dc.contributor.evaluatorFlorez Mera, Juan Pablo
dc.date.accessioned2025-08-28T18:01:05Z
dc.date.available2025-08-28T18:01:05Z
dc.date.created2025-08-13
dc.date.issued2025-08-13
dc.description.abstractEn este trabajo de grado se presenta la evaluación del consumo energético y las emisiones de CO₂ equivalente (CO₂eq) de sistemas de refrigeración basados en dióxido de carbono (CO₂) en configuraciones básica, en cascada y con eyector, en comparación con un sistema convencional que emplea R404A. Todos los sistemas fueron diseñados para operar en un cuarto frío con una carga térmica de 100 kW, ubicado en Bucaramanga. La metodología se basó en el desarrollo y validación rigurosa de modelos termodinámicos, los cuales alcanzaron una precisión del ±5 % en la predicción del consumo de los compresores. Esto permitió analizar el desempeño energético y ambiental de cada configuración bajo diversas condiciones de operación. Se confirmó que la configuración del ciclo es el factor predominante en la determinación del consumo total de energía (WT). Tanto el sistema con Eyector como el Convencional operaron con potencias inferiores a los 50 kW. El consumo energético anual del sistema con Eyector (445.582,69 kWh/año) resultó altamente competitivo frente al del sistema convencional con R404A (431.054,35 kWh/año), superando ampliamente al sistema Básico con CO₂ (590.947,85 kWh/año). El sistema con Eyector basado en CO₂ se destacó como el más eficiente y ambientalmente favorable, al registrar el menor TEWI total (aproximadamente 500,89 toneladas de CO₂eq) y presentar un coeficiente de desempeño (COP) superior o comparable al del sistema convencional a partir de los 26–27 °C de temperatura ambiente.
dc.description.abstractenglishThis thesis presents an evaluation of the energy consumption and CO₂-equivalent (CO₂eq) emissions of refrigeration systems based on carbon dioxide (CO₂) in Basic, Cascade, and Ejector configurations, compared to a conventional system using R404A. All systems were designed to operate in a cold storage room with a thermal load of 100 kW, located in Bucaramanga. The methodology was based on the rigorous development and validation of thermodynamic models, which achieved a prediction accuracy of ±5% in compressor power consumption. This enabled a comprehensive analysis of the energy and environmental performance of each configuration under varying operating conditions. It was confirmed that cycle configuration is the primary factor influencing total energy consumption (WT). Both the Ejector and Conventional systems operated with power levels below 50 kW. The annual energy consumption of the Ejector system (445,582.69 kWh/year) proved highly competitive compared to the R404A-based Conventional system (431,054.35 kWh/year), significantly outperforming the Basic CO₂ system (590,947.85 kWh/year). The CO₂ Ejector system emerged as the most energy-efficient and environmentally favorable option, yielding the lowest total TEWI (approximately 500.89 tons of CO₂eq) and achieving a coefficient of performance (COP) that matches or exceeds that of the conventional system at ambient temperatures above 26–27 °C.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Mecánico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/46059
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCO2
dc.subjectSistemas de refrigeración
dc.subjectR404A
dc.subjectCuarto frío
dc.subjectTEWI
dc.subjectGEI
dc.subjectODP
dc.subjectGWP
dc.subject.keywordCO2
dc.subject.keywordRefrigeration system
dc.subject.keywordR404A
dc.subject.keywordCold room
dc.subject.keywordTEWI
dc.subject.keywordGHG
dc.subject.keywordODP
dc.subject.keywordGWP
dc.titleEvaluación Técnico y Ambiental de un Sistema de Refrigeración Usando CO2 como Alternativa al Sistema de Refrigeración Convencional para la Conservación de Productos Cárnicos en un Cuarto Frio
dc.title.englishTechnical and environmental evaluation of a refrigeration system that uses CO2 as an alternative to the conventional refrigeration system for the conservation of meat products in a cold room
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Mecánica