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Martes, 19 septiembre 2017
Matemáticas

Modelos matemáticos permiten reducir el consumo eléctrico de los sistemas de refrigeración

La instalación de un sistema de refrigeración de una gran superficie o de un edificio no es cuestión baladí. El tiempo en el diseño, el coste de construcción y el de puesta en marcha llevan aparejados muchas horas de trabajo y numeroso personal implicado, además de un elevado coste de consumo energético. Un grupo de investigadores de la Universidad de Córdoba ha creado un método que permite que los sistemas de refrigeración desarrollen su máxima potencia con el menor consumo energético posible. Este equipo, coordinado por el doctor en Ciencias Físicas y profesor titular de la UCO (España), Francisco Vázquez, ha logrado dicho método mediante la creación de modelos matemáticos que permiten diseñar sistemas de refrigeración a la carta, es decir, para las condiciones atmosféricas y espacios deseados, y sin necesidad de fabricar instalación alguna.

 

El desarrollo de estos modelos se basa en la elección de determinados parámetros usados para los ciclos de refrigeración y destinados a conseguir un consumo energético eficiente. Los modelos desarrollados proporcionan referencias sobre variables manipulables en equipos de refrigeración convencionales, tales como la velocidad de ventilación en la etapa de condensación y la frecuencia del compresor. Estas variables se combinan y se realizan múltiples simulaciones con los modelos matemáticos desarrollados, mediante los cuales se estima el consumo eléctrico de un equipo de refrigeración concreto. De estas combinaciones, se seleccionan aquellas que permiten operar el sistema de forma eficiente. Para verificar los resultados de simulación, en esta investigación se ha diseñado una planta piloto de uso experimental, que hace las veces de un frigorífico de gran potencia. De este modo se ha podido verificar la utilidad de las simulaciones realizadas. Según explica Francisco Vázquez, “este sistema permite que con modelos matemáticos podamos hacer en cuestión de 10 minutos 20 o 30 hipótesis de sistemas de refrigeración, lo que supone obtener resultados eficaces en tiempo record y, lo más importante, evitar experimentar en infraestructuras o equipos reales”.

 

El estudio, publicado recientemente en la revista Applied Thermal Engineering, destaca que la aplicación de este método basado en modelos matemáticos tiene dos ventajas fundamentales. Una es que permite reproducir modelos de diferentes cargas usando una misma planta y otro, emular las condiciones atmosféricas que se deseen de manera artificial.  

 

El método desarrollado por este equipo de investigadores especialistas en ingeniera automática de la UCO puede ser adaptada a diferentes ámbitos. En este sentido, puede aplicarse en refrigeración industrial, como es el caso de grandes superficies como centros comerciales, supermercados, hospitales, o en sistemas de climatización para vegetación o transporte, entre otros.

 

Esta nueva fórmula no sólo está enfocada para diseñar el ciclo de refrigeración para instalaciones de nueva construcción, sino que el valor de este estudio reside en que los modelos matemáticos permiten ser aplicados a espacios ya existentes, sobre los que se puede actuar para optimizar su consumo energético. Esto último contribuye a ahorrar costes y reduce el impacto sobre el medio ambiente. (Fuente: UCO)

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