Estudio y caracterización de sistemas de subenfriamiento termoeléctricos para una instalación de refrigeración con R290

El sector de la refrigeración se encuentra en constante desarrollo, con una búsqueda permanente de mejoras tanto en tecnologías existentes como en el desarrollo de nuevas soluciones. La implementación de un sistema de subenfriamiento termoeléctrico permite incrementar el grado de subenfriamiento y, en consecuencia, mejorar el coeficiente de operación. Su diseño sencillo y sin partes móviles lo hace especialmente fiable y reduce las necesidades de mantenimiento. Parte del estudio se realiza en una instalación de frío por compresión de vapor que hace uso de propano como refrigerante natural. El uso de dichos refrigerantes aporta beneficios ambientales importantes, ya que presentan un bajo impacto en el calentamiento global y no se encuentran sujeto a las restricciones sobre gases fluorados. Un subenfriador termoeléctrico puede adoptar múltiples formas, y este Trabajo Fin de Grado propone un diseño innovador que promete optimizar el uso del material y del espacio. Un elemento crucial para la disipación de calor son los intercambiadores de calor. Por ello, este trabajo estudia varios modelos, siendo esencial conocer su comportamiento térmico. Esto requiere de ensayos para caracterizarlos térmicamente. Los resultados obtenidos son alentadores: los intercambiadores fabricados en el taller alcanzaron valores de desempeño comparables a los intercambiadores comerciales, marcando un primer paso hacia la construcción del modelo final del subenfriador termoeléctrico más eficiente.

The refrigeration sector is in constant evolution, with a continuous pursuit of improvements both in existing technologies and in the development of new solutions. The implementation of a thermoelectric subcooling system allows for an increased degree of subcooling, and therefore a better coefficient of performance. Its simple design without moving parts, makes it reliable and reduces maintenance. Moreover, part of the study has been carried out in a vapor compression refrigeration facility that uses propane as a natural refrigerant. These types of refrigerants provide significant environmental benefits, as they have a low global warming impact and are not subject to restrictions on fluorinated gases. A thermoelectric subcooler can have multiple forms, and this Bachelor’s Thesis proposes an innovative design that promises to optimize the use of materials and space. Heat exchangers are a crucial component in heat dissipation. And given how this project studies various models, it is essential to know their thermal behavior. This requires some testing to have a thermal characterization. The results obtained are promising: the heat exchangers manufactured in the workshop achieved performance values similar to the commercial heat exchangers, marking a first step toward building the final model of the thermoelectric subcooler.