• lunes 03 de octubre del 2022
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Expone en su proposición doctoral la utilización de la termoelectricidad para la climatización y refrigeración de casas

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PAMPLONA, 26 Jun.

Sergio Díaz de Garayo, ingeniero industrial, ha investigado en su proposición doctoral la oportunidad de emplear la refrigeración termoeléctrica, fundamentada en módulos Peltier, como opción alternativa al período de compresión en la climatización de inmuebles de baja demanda energética. En preciso, este ingeniero ha creado una bomba de calor aire-aire con la capacidad de climatizar un apartamento en Pamplona.

La proposición doctoral 'Calefacción y climatización termoeléctrica con ventilación de doble fluído en viviendas pasivas' fué codirigida por David Astrain Ulibarrena, catedrático del Departamento de Ingeniería de la UPNA, y Álvaro Martínez Echeverri, instructor en exactamente el mismo departamento, y obtuvo la calificación de destacable cum laude.

Según enseña el creador de la proposición, "las construcciones van a demandar cada vez menos calefacción, merced a la optimización de las envolventes, y mucho más refrigeración, debido al cambio climático y la mayor demanda de confort de los individuos". "Además, la necesidad de descarbonizar nuestra economía va a sospechar la substitución de las calderas de comburentes fósiles por otras elecciones, como la bomba de calor".

Actualmente, la práctica integridad de las bombas de calor en el mercado usan el período de compresión de vapor, cuyo desempeño se apoya en la circulación de un refrigerante impulsado por un compresor, explicó la UPNA en una nota.

"La termoelectricidad tiene enormes virtudes en relación del período de compresión de vapor. Los gadgets no usan refrigerantes ni tienen partes móviles inteligentes, con lo que no hay vibraciones, ni ruidos. Son sistemas robustos, con poco cuidado y de manera fácil regulables", señala el creador de la proposición. En ese contexto, apunta que "una desventaja, con en comparación con período de compresión de vapor, es el peor desempeño, pero este hándicap puede ser compensado por sus virtudes en un ámbito de inmuebles con alta eficacia energética y producción fotovoltaica en el tejado, de manera que el sistema puede complementarse de manera directa en corriente continua con la producción y el almacenaje de electricidad en baterías".

Los desenlaces de su proposición doctoral "prueban el potencial de esta tecnología para la climatización de inmuebles de tipo passivhaus, en los que la demanda de calefacción es inferior a diez W/m2, mezclando la bomba de calor con el recuperador de calor del sistema de ventilación, frecuente en este género de edificaciones". De exactamente la misma forma que la simplicidad del desempeño de los módulos fotovoltaicos fué por último con la capacidad de llevar a cabo competitiva esta tecnología en relación de las turbinas para la producción eléctrica, los módulos Peltier "llegan a ser una opción alternativa a los tornos y la utilización de los refrigerantes para la calefacción y refrigeración en ciertos ámbitos, como detallan los desenlaces de su análisis".

En su proposición, este estudioso ha desarrollado, construido y analizado una bomba de calor para climatizar un espacio de hasta cien m2. La bomba de calor es con la capacidad de acondicionar el espacio a través del caudal de aire de ventilación, integrando el dispositivo con el recuperador de calor.

El prototipo fue ensayado con el apoyo de una cámara climática en los laboratorios de la UPNA en distintas niveles de invierno y verano, haciendo un trabajo con distintas saltos térmicos, caudales de aire y voltajes de nutrición. "A partir de los resultados que se consiguieron se desarrolló un modelo computacional veloz y confiable, con la capacidad de representar tanto los efectos termoeléctricos que tienen sitio en los módulos, como la resistencia térmica variable de los intercambiadores de calor dependiendo del caudal de ventilación y el fluído de calor, en distintas condiciones de desempeño". Esto dejó validar los desenlaces con los datos experimentales del prototipo y mejorar el diseño con 15 módulos Peltier para distintas tiempos.

Finalmente, se hizo el estudio de un caso conduzco en una casa de 74.3 m2 en un bloque de pisos passivhaus en Pamplona. El sistema de climatización y ventilación propuesto "es con la capacidad de sostener unas condiciones equilibrados de confort, tanto en invierno como en verano, merced al exacto sistema de regulación que dejan los módulos termoeléctricos". La electricidad consumida por este sistema puede ser producida a través de 4 cuadros fotovoltaicos de 250 vatios pico (Wp) en el tejado. Este sistema fue después relacionado con una bomba de calor de período de compresión de vapor. "El período de compresión de vapor es un 20.9% mucho más eficaz, pero este ahorro puede compensarse de forma fácil con la producción de un panel fotovoltaico plus de 250 Wp por vivienda".

Sergio Díaz de Garayo cursó Ingeniería Industrial en la UPV-EHU y, más tarde, el Máster de Energías Renovables en la Universidad de Zaragoza - CIRCE. Actualmente es directivo de proyectos de investigación en el Departamento de Energética Edificatoria de CENER (Centro Nacional de Energías Renovables), co-principal creador de la Plataforma de Edificación Passivhaus(PEP) y de la compañia emprendedora inBiot. Asimismo, es directivo técnico del Proyecto de SMART CITIES (SCC01-H2020 2017) STARDUST y co-lider de la STD del IEA-EBC ANNEX 83 para la definición de los PEDs (Distritos de Energía Positiva, por sus iniciales en inglés).

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