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  • UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

    FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL

    DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

    ESTUDIO DE ADAPTACION DE LAS BOMBAS DE CALOR

    GEOTERMICAS DE BAJA ENTALPIA, A LAS CONDICIONES

    DE MEDIO AMBIENTE DE LA ZONA ORIENTAL DE EL

    SALVADOR

    PRESENTA:

    CARLOS MANUEL ROMERO ARGUETA

    PARA OPTAR AL TITULO DE:

    INGENIERO MECNICO

    FEBRERO DE 2014

    SAN MIGUEL, EL SALVADOR, CENTROAMRICA.

  • UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

    AUTORIDADES

    ING. MARIO ROBERTO NIETO LOVO

    RECTOR

    MSc. ANA MARIA GLOWER DE ALVARADO

    VICE-RECTORA ACADEMICA

    DRA. ANA LETICIA ZAVALETA DE AMAYA

    SECRETARIA GENERAL

    LIC. FRANCISCO CRUZ LETONA

    FISCAL GENERAL

  • FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL

    AUTORIDADES

    LIC. CRISTOBAL HERNAN RIOS BENITEZ

    DECANO

    LIC. CARLOS ALEXANDER DIAZ

    VICE-DECANO

    LIC. JORGE ALBERTO ORTEZ HERNANDEZ

    SECRETARIO

    ING. LUIS CLAYTON MARTINEZ RIVERA

    JEFE DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

    ING. MILAGRO DE MARIA ROMERO DE GARCIA

    COORDINADORA DE PROYECTOS DE GRADUACIN

    DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

  • TRABAJO DE GRADUACION APROBADO POR:

    Docente Asesor de Trabajo de Graduacin:

    ______________________________________________

    ING. FRANCISCO ALFREDO DE LEN TORRES.

    Tribunal Calificador:

    _____________________________________________

    ING. RIGOBERTO VELASQUEZ PAZ

    _______________________________________________

    ING. JUAN ANTONIO FLORES DIAZ

  • UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

    FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL

    DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

    Trabajo de Graduacin previo a la opcin al Grado de:

    INGENIERO MECNICO

    Ttulo:

    ESTUDIO DE ADAPTACION DE LAS BOMBAS DE CALOR

    GEOTERMICAS DE BAJA ENTALPIA, A LAS CONDICIONES DE

    MEDIO AMBIENTE DE LA ZONA ORIENTAL DE EL

    SALVADOR.

    Presentado por:

    CARLOS MANUEL ROMERO ARGUETA

    Trabajo de Graduacin Aprobado por:

    Docente Asesor de Trabajo de Graduacin:

    ING. FRANCISCO ALFREDO DE LEN TORRES

    SAN MIGUEL, FEBRERO DE 2014.

  • AGRADECIMIENTOS

    A Dios Todopoderoso, Cristo Negro de Esquipulas y la Virgen Mara, por haber

    depositado en m habilidades y destrezas que han sido de gran utilidad en mi vida para el

    cumplimiento de mis metas, al mismo tiempo de poner en mi camino las oportunidades

    y condiciones favorables para el logro de las mismas.

    Especialmente a mis padres Jos Manuel y Janett Esmeralda; ya que sin el apoyo que

    ellos me brindan estoy seguro que todo fuera diferente. A mis hermanos Jos Javier y

    Brenda Cristina porque son parte importantsima en mi vida, esperando que ellos sigan

    cumpliendo sus metas propuestas.

    Al resto de mi querida y apreciada familia, por permitirme compartir con ellos mis

    penas y alegras y darme palabras de aliento cuando fueron necesarias.

    Y a todas aquellas personas que de una u otra manera han aportado y han hecho posible

    el desarrollo y culminacin de este trabajo de graduacin.

    CARLOS MANUEL ROMERO.

  • INDICE GENERAL

    INTRODUCCION .......................................................................................................................... I

    PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................................... III

    OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................... IV

    OBJETIVOS ESPECIFICOS ....................................................................................................... IV

    ALCANCES .................................................................................................................................. V

    LIMITANTES ............................................................................................................................... V

    JUSTIFICACION ........................................................................................................................ VI

    CAPTULO 1.0: GENERALIDADES DE LAS BOMBAS DE CALOR GEOTRMICAS

    GSHP. ............................................................................................................................................ 1

    1.1 Generalidades ........................................................................................................................... 1

    1.2 Principio de funcionamiento de las bombas de calor geotrmicas (GSHP) de baja entalpia. . 2

    1.3 Ciclos de funcionamiento de las bombas de calor ................................................................... 6

    1.4 Tipos de bombas de calor......................................................................................................... 8

    1.4.1 Segn tipo de proceso ................................................................................................... 8

    1.4.2 Segn origen y medio de energa .................................................................................. 9

    1.4.3 Segn su Funcionamiento ........................................................................................... 12

    1.4.4 Segn su Construccin ................................................................................................ 12

    1.5 Rendimiento de las Bombas de Calor Geotrmicas de Baja Entalpia.................................... 13

    1.5.1 Eficiencia de las Bombas de Calor.............................................................................. 13

    1.5.2 Eficiencia de las Bombas de Calor en Modo de Enfriamiento. ................................. 14

    1.5.3 Eficiencia de las Bombas de Calor en Modo de Calefaccin ..................................... 15

    1.6 Anlisis de las Bombas de Calor Geotrmicas tipo Tierra/Aire. .......................................... 16

    1.6.1 Ventajas de la Bombas de Calor Geotrmicas ............................................................ 16

    1.6.2 Principio de Funcionamiento ...................................................................................... 17

    1.6.3 Arreglo Externo de las Tuberas. ................................................................................ 18

    1.7 Consideraciones Tcnicas de Instalacin para ambos tipos de Arreglos Vertical y Horizontal

    del Intercambiador de Calor enterrado en el Suelo. ..................................................................... 26

    1.7.1 Material de las Tuberas del Sistema .......................................................................... 28

    1.7.2 Cantidad y Profundidad de las Perforaciones ............................................................. 29

  • 1.7.3 Fluido de Trabajo ........................................................................................................ 32

    1.7.4 Determinacin de las Temperaturas Mximas y Mnimas de Entrada del Fluido a la

    Bomba de Calor Geotrmica. ............................................................................................... 33

    1.7.5 Flujo de Trabajo ......................................................................................................... 35

    1.7.6 Profundidad para el Arreglo del Tipo Horizontal ....................................................... 35

    1.7.7 rea de Terreno .......................................................................................................... 36

    1.7.8 Tipos de Arreglos Verticales ....................................................................................... 37

    1.7.9 Acabados de las Perforaciones Verticales ................................................................... 39

    1.8 Anlisis de la Eficiencia Energtica de los Sistemas de Bomba de Calor Geotrmicos. ....... 40

    1.9 Anlisis de las Bombas de Calor Geotrmicas en Climas Tropicales.................................... 42

    1.10 Instalaciones a Nivel Mundial con Sistemas Geotrmicos. ................................................ 43

    1.11 Impacto Medio Ambiental y Social de los Sistemas Geotrmicos GSHP. .......................... 44

    CAPTULO 2.0 CONDICIONES AMBIENTALES Y GEOLOGICAS DE LA ZONA

    ORIENTAL DE EL SALVADOR............................................................................................... 46

    2.1 Condiciones Climticas y Ubicacin del Estudio. ................................................................. 46

    2.1.1 Zonas Trmicas. .......................................................................................................... 48

    2.2 Condiciones Geolgicas del Estudio ...................................................................................... 48

    2.2.1 Definicin ................................................................................................................... 48

    2.2.2 Generalidades .............................................................................................................. 49

    2.2.3 Elementos Geolgicos de la Zona de Estudio. ............................................................ 50

    2.3 Tipos de Suelos Ciudad de San Miguel ................................................................................ 51

    2.3.1 Latosol Arcillo Rojizo, (llamado Alfisoles y Molisoles) ............................................ 52

    2.3.2 Andisoles (llamados Andepts) .................................................................................... 52

    2.3.3 Suelos esquelticos o Litosoles .................