Aprovechamiento energético térmico en intercambiadores de calor compactos a través de un arreglo de celdas Peltier
Propia
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| Format: | Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) |
| Language: | spa |
| Published: |
Universidad Antonio Nariño
2021
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| author | García De león, Ricardo Andrés Amaya olivares, Wilson Miguel |
| author2 | Orozco Lozano, Wilman |
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| author_sort | García De león, Ricardo Andrés |
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| description | Propia |
| format | Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) |
| id | repositorio.uan.edu.co-123456789-3145 |
| institution | Repositorio Digital UAN |
| language | spa |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Universidad Antonio Nariño |
| record_format | dspace |
| spelling | repositorio.uan.edu.co-123456789-31452024-10-09T22:49:24Z Aprovechamiento energético térmico en intercambiadores de calor compactos a través de un arreglo de celdas Peltier García De león, Ricardo Andrés Amaya olivares, Wilson Miguel Orozco Lozano, Wilman Calor Conducción Convección Eficiencia Energía Efecto Seebeck Heat Conduction Convection Efficiency Energy Seebeck Effect Propia This research work seeks to determine the viability and applicability of thermoelectric principles as an alternative for the use of thermal energy in compact heat exchangers, this energy is emitted into the environment in the form of heat, altering the natural environment and contributing to global warming, This elements are used as part of refrigeration systems in multiple industrial and domestic machinery such as air conditioners, automobiles, and boilers. The use of this energy could be determined experimentally through the design and implementation of an array of Peltier cells, devices that allow thermal energy to be converted into electrical energy. For this, a study of different types of exchangers was carried out in order to obtain the criteria to select the most appropriate one for carrying out the research, taking into account the temperature emitted by it. A compact heat exchanger was selected as part of the cooling system of a motor generator. A record of the amount of heat emitted by the exchanger was made to then design an array of cells that according to the data obtained and taking into account the technical specifications of the exchanger would allow generating a standard current and voltage of 12VDC in order to be able to be used to power an auxiliary system for the machinery under study or another system. It was necessary to dissipate the heat on the opposite side of the cells in order to maintain a temperature difference that allows the required voltage to be generated, the higher the temperature difference, the greater the generation of both voltage and current. When using Peltier cells as energy transducers, they work as sources of voltage and current, therefore, in order for the current and voltage generated by the device to reach the optimal levels of utility, it was necessary to make an array in a mixed circuit configuration that It consists of placing a group of cells in series and in turn is in parallel with another group of cells in series to increase both the voltage and the current generated. El presente trabajo de investigación buscó determinar la viabilidad y aplicabilidad de los principios termoeléctricos como una alternativa para el aprovechamiento de la energía térmica en intercambiadores de calor compactos. Los intercambiadores de calor compactos son empleados como parte de sistemas de refrigeración en múltiples maquinarias industriales y domésticas tales como aires acondicionados, automóviles y calderas lo cual los convierte en uno de los principales agentes de contaminación térmica por la energía que es emitida al ambiente en forma de calor alterando el entorno natural y contribuyendo al calentamiento global. El aprovechamiento de esta energía fue posible determinarse experimentalmente a través del diseño e implementación de un arreglo de celdas Peltier, dispositivos que permiten convertir la energía térmica en energía eléctrica; Para ello se realizó un estudio de diferentes tipos de intercambiadores (Intercambiadores convencionales transversales, convencionales paralelos e intercambiadores compactos) con el fin de obtener los criterios para seleccionar el más adecuado para la realización de la investigación teniendo en cuenta la temperatura emitida por el mismo, seleccionándose un intercambiador de calor compacto que forma parte del sistema de refrigeración de un motogenerador. Se realizó un registro de la cantidad de calor emitida por el intercambiador para luego diseñar un arreglo de celdas que acuerdo los datos obtenidos y teniendo en cuenta las especificaciones técnicas del intercambiador permitieran generar una corriente y un voltaje estándar de 12VDC con el fin de que pueda ser utilizado para la alimentación de un sistema auxiliar de la maquinaria objeto de estudio o de otro sistema. Fue necesario lograr disipar el calor en la cara opuesta de las celdas con el fin de mantener un diferencial de temperatura que permitiera generar el voltaje requerido ya que entre más alta sea la diferencia de temperatura mayor será la generación tanto de voltaje como de corriente. Al utilizar las celdas Peltier como transductores de energía estas se comportaron como fuentes de voltaje y corriente, por consiguiente, para que la corriente y el voltaje generados por el dispositivo alcanzaran los niveles óptimos de utilidad fue necesario realizar un arreglo en configuración de circuito mixto que consiste en colocar un grupo de celdas en serie y a su vez estas en paralelo con otro grupo de celdas en serie para aumentar tanto el voltaje como la corriente generados. Otro Ingeniero(a) Electromecánico(a) Pregrado $ 340.000 financiación/ propia Distancia 2021-03-10T19:50:26Z 2021-03-10T19:50:26Z 2020-11-27 Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) info:eu-repo/semantics/acceptedVersion http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 http://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/3145 http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/803 A. Florez Martinez, “Implementación de la Celda Peltier en fuentes térmicas de calor residuales, para aprovechamiento de generación de energía eléctrica y climatización por frio en el hogar,” VISIÓN-Revista Investig. UNICIENCIA, vol. 2, no. September 2017, pp. 62–69, 2017. D. Moreno and D. García, “Prototipo Generador de Agua con Celdas de Peltier,” p. 103, 2017, [Online]. Available: http://repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/6822/1/MorenoOrtizDiegoGustavo2017.pdf. S. A. DUSSAN. J, “DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UNA MÁQUINA GENERADORA DE ENERGÍA ELÉCTRICA POR MEDIO DE CELDAS DE PELTIER,” J. Chem. Inf. Model., vol. 53, no. 9, pp. 1689–1699, 2013, doi: 10.1017/CBO9781107415324.004. J. A. M. PÉREZ, “ESTUDIO DE APLICACIÓN DE CÉLULAS PELTIER PARA LA OBTENCIÓN DE ELECTRICIDAD EN AUTOMÓVILES,” Sergioguillen.Com, no. 710, pp. 1–90, 2015. F. J. Bolívar, F. J.; Sánchez, L.; Hierro, M. P.; Trilleros, J.A.; Pérez, “ALUMINIZACIÓN DE ACEROS FERRITICOS-MARTENSITICOS ( HCM-12A ) MEDIANTE CVD-FBR,” 2007. H. Alvarez, V; De la O, “Construcción De Un Prototipo De Generador Termoeléctrico De Estado Sólido Empleando Un Concentrador Solar,” 2014. R. Muñoz, “Diseño de un sistema termoelectrico aprovechando caracteristicas geotermica,” no. 710, pp. 1–78, 2014, [Online]. Available: http://sergioguillen.com/wp-content/uploads/2015/05/Guillen_Cavero_TFG_vFinal.pdf. A. C. YUNUS, “TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA,” Biotechnol. Lett., vol. 18, no. 12, pp. 1419–1422, 1996, doi: 10.1007/BF00129346. L. GUAYLLAS GUAMAN and J. USHU PALOMINO, “Análisis del Comportamiento de Módulos Termoeléctricos para la Transformación del Calor Existente en el Colector de Escape a Energía Eléctrica en un Motor G 10,” p. 126, 2014. 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Available: http://www.bdigital.unal.edu.co/4166/. instname:Universidad Antonio Nariño reponame:Repositorio Institucional UAN repourl:https://repositorio.uan.edu.co/ spa Acceso abierto Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 application/pdf application/pdf Universidad Antonio Nariño Ingeniería Electromecánica Facultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y Biomédica Puerto Colombia Barranquilla |
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