Sistema de autorrefrigeración termoeléctrica para evitar el sobrecalentamiento en una instalación solar térmica

• MARTÍNEZ ECHEVERRI, Álvaro ; ASTRAIN ULIBARRENA, David ; LAITA LÓPEZ DE DICASTILLO, Nahia ; RODRÍGUEZ GARCÍA, Antonio ^[1]
  1. [1] Universidad Pública de Navarra

     Universidad Pública de Navarra

     Pamplona, España

     
• Localización: VIII Congreso Nacional de Ingeniería Termodinámica. [Recurso electrónico]: libro de actas / coord. por Eduardo Montero García, 2013, ISBN 978-84-92681-62-4, págs. 457-466
• Idioma: español
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• Resumen

  • El objetivo de este trabajo es presentar un sistema de auto-refrigeración termoeléctrica con el que disipar el exceso de calor en una instalación solar térmica para la producción de agua caliente sanitaria, y evitar el sobrecalentamiento del fluido caloportador. En época de gran aportación solar y baja demanda de agua caliente sanitaria, puede haber un exceso de calor en los colectores solares que puede acarrear problemas de funcionamiento, dañando incluso alguno de los componentes. Para evitar esto, existen en la actualidad varios métodos que van desde el tapado de los colectores y retirada del fluido caloportador, hasta el uso de disipadores tanto dinámicos como estáticos. En este trabajo se presenta un sistema alternativo, que mejora los resultados ofrecidos por los disipadores estáticos, y trabaja de manera autónoma sin consumo de energía eléctrica. La autorrefrigeración termoeléctrica es una novedosa aplicación de la termoelectricidad, cuyo funcionamiento es el siguiente: Dado un dispositivo cualquiera que durante su funcionamiento genera una cierta cantidad de calor y debe ser refrigerado, se colocan varios módulos termoeléctricos en contacto con él, los cuales transforman parte de ese calor en energía eléctrica mediante efecto Seebeck. Esta energía es utilizada para alimentar directamente un sistema que se encarga de enfriar el dispositivo, por lo que no se requiere energía eléctrica exterior. Además, el sistema de auto-refrigeración termoeléctrica funciona como un controlador autónomo de temperatura, ya que cuanto mayor es el calor generado por el dispositivo, mayor es la energía eléctrica producida por efecto Seebeck y proporcionada al sistema de refrigeración. En este trabajo se estudia la aplicación de esta tecnología a un sistema solar térmico concreto, proporcionando los parámetros de diseño más importantes que rigen el funcionamiento del equipo de auto-refrigeración termoeléctrica. De entre todos ellos, las resistencias térmicas de los intercambiadores a ambos lados de los módulos termoeléctricos destacan como los parámetros más significativos, y su reducción influye muy positivamente en el funcionamiento del sistema completo. Concretamente, la resistencia térmica del intercambiador de calor del lado frío aparece como el cuello de botella que limita el funcionamiento de la aplicación, y hace que las posibilidades de mejora sean inmensas. Se ha diseñado un equipo de auto-refrigeración termoeléctrica que consigue aumentar el coeficiente global de transmisión de calor un 50 % como mínimo, y sin consumo de energía eléctrica, con respecto al proporcionado por un disipador estático, lo que indica las buenas perspectivas de esta aplicación. Además, el sistema presenta la robustez y fiabilidad característica de todo sistema termoeléctrico.