Aplicaciones de PCM'S (Phase Change Materials) en un ciclo de acondicionamiento del aire en el trópico colombiano

Abstract

Se revisa del estado del arte sobre la implementación de materiales denominados PCM (Phase Change Material) para evaluar la posibilidad de ser implementados en aplicaciones de acondicionamiento del aire en las condiciones climáticas de Colombia. Estos materiales se caracterizan por tener altas densidades de almacenamiento de calor o frío haciendo uso de su calor latente o calor necesario para que se presente un cambio de fase, en este caso, de sólido a líquido y viceversa, a una temperatura constante. EI informe inicia con una revisión de los conceptos de aire acondicionado y refrigeración para posteriormente hacer un recuento del desarrollo de estos temas en el país. Posteriormente se presenta el desarrollo histórico y tecnológico de los PCMs para establecer el nivel actual de las aplicaciones teóricas, reales y experimentales de su implementación en sistemas de almacenamiento de calor y acondicionamiento de aire acondicionado y refrigeración en general. Luego se presenta el fundamento matemático aplicable a estos sistemas basados en los principios energéticos y exergéticos de la primera y segunda ley de la termodinámica. Se presenta como caso particular el ciclo de cargue y descargue de intercambiadores de calor de carcasa y tubo al considerar que son los elementos de mayor futuro en su aplicación. En los capítulos siguientes se hace una revisión de las aplicaciones específicas para acondicionamiento de aire en edificios utilizando estrategias pasivas, híbridas y activas (refrigeración mecánica). Se seleccionan algunas de estas para evaluar su viabilidad de implementación en el país. Finalmente, se termina haciendo una evaluación económica para establecer el mercado potencial en Colombia de las implementaciones seleccionadas.