Diseño y optimización energética de un sistema de aire acondicionado eléctrico para autobuses urbanos a gas natural

En Colombia, la costa caribe requiere un funcionamiento continuo de los sistemas de aire acondicionado en edificios y sistemas de transporte. Este es el caso de la ciudad de Cartagena, capital de Bolívar, la cuál tiene un clima tropical semiárido con una temperatura promedio de 29 grados centígrados...

Full description

Autores:
Villalobos de la Cruz, Said Jesús
Reales Mejía, Gerardo Manuel
Carmona Charris, Analiz
Asuncion Acuña, Ricardo Andrés de la
Mendoza Guerrero, Michael
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad del Norte
Repositorio:
Repositorio Uninorte
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:manglar.uninorte.edu.co:10584/11282
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10584/11282
Palabra clave:
Frenado regenerativo
Banco de baterías
Bus a gas natural
Aire acondicionado
Airconditioning
Battery bank
Natural gas urban bus
Regenerative braking
Rights
License
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description En Colombia, la costa caribe requiere un funcionamiento continuo de los sistemas de aire acondicionado en edificios y sistemas de transporte. Este es el caso de la ciudad de Cartagena, capital de Bolívar, la cuál tiene un clima tropical semiárido con una temperatura promedio de 29 grados centígrados durante el año. Por lo tanto, dependiendo de las condiciones climáticas del país, el sistema integrado de transporte masivo - Transcaribe S.A. cuenta con un sistema de aire acondicionado convencional, lo que significa que el accionamiento del compresor es proporcionado por el motor de combustión interna (MCI). Transcaribe S.A. a 2021, tiene un total de 329 vehículos, que utilizan gas natural como combustible. Debido a la competitividad del sector transporte Transcribe SA cada día compite con otro tipo de vehículos en términos de velocidad y tiempo de viaje, volviendo el consumo de combustible relevante en términos de ahorro, y sin mencionar el hecho de que el sistema de aire acondicionado está integrado y el vehículo está estrechamente asociado con MCI. Debido al aumento del precio del gas natural, es necesario buscar otros medios que ayuden a ahorrar este combustible, por ello, este proyecto se basa en la implementación de un sistema de recuperación de energía a través de un sistema de frenado regenerativo que permita recuperar energía y almacenarla en un banco de baterías para abastecer el sistema de aire, para esto se debe ser completamente separada del motor a combustión Cummins BG+ 5.9 L, para efectos del proyecto, en un vehículo del Sistema Integrado de Transporte Público (Transcaribe S.A.) en la ciudad de Cartagena.Para lo anterior, se especifican una serie de ítems en cuanto a los equipos y materiales necesarios para implementar el concepto de diseño. Para lograr los ahorros energéticos que requiere la empresa, se implementará otro método para mejorar el sistema de aire acondicionado en base a su desempeño actual.
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Debido a la competitividad del sector transporte Transcribe SA cada día compite con otro tipo de vehículos en términos de velocidad y tiempo de viaje, volviendo el consumo de combustible relevante en términos de ahorro, y sin mencionar el hecho de que el sistema de aire acondicionado está integrado y el vehículo está estrechamente asociado con MCI. Debido al aumento del precio del gas natural, es necesario buscar otros medios que ayuden a ahorrar este combustible, por ello, este proyecto se basa en la implementación de un sistema de recuperación de energía a través de un sistema de frenado regenerativo que permita recuperar energía y almacenarla en un banco de baterías para abastecer el sistema de aire, para esto se debe ser completamente separada del motor a combustión Cummins BG+ 5.9 L, para efectos del proyecto, en un vehículo del Sistema Integrado de Transporte Público (Transcaribe S.A.) en la ciudad de Cartagena.Para lo anterior, se especifican una serie de ítems en cuanto a los equipos y materiales necesarios para implementar el concepto de diseño. Para lograr los ahorros energéticos que requiere la empresa, se implementará otro método para mejorar el sistema de aire acondicionado en base a su desempeño actual.In Colombia, the Caribbean coast requires continuous operation of air conditioning systems in buildings and transportation systems. This is the case of the city of Cartagena, capital of Bolivar, which has a semi-arid tropical climate with an average temperature of 29 degrees Celsius throughout the year. Therefore, depending on the climatic conditions of the country, the integrated mass transportation system - Transcaribe S.A. has a conventional air conditioning system, which means that the compressor drive is provided by the internal combustion engine (ICM). Transcaribe S.A. as of 2021, has a total of 329 vehicles, which use natural gas as fuel. Due to the competitiveness of the transportation sector, Transcribe S.A. competes every day with other types of vehicles in terms of speed and travel time, making fuel consumption relevant in terms of savings, not to mention the fact that the air conditioning system is integrated and the vehicle is closely associated with MCI. Due to the rising price of natural gas, it is necessary to seek other means to help save this fuel, therefore, this project is based on the implementation of an energy recovery system through a regenerative braking system that allows energy recovery and store it in a battery bank to supply the air system, for this must be completely separated from the combustion engine Cummins BG + 5. 9 L, for the purposes of the project, in a vehicle of the Integrated Public Transportation System (Transcaribe S.A.) in the city of Cartagena. For the above, a series of items are specified in terms of equipment and materials needed to implement the design concept. To achieve the energy savings required by the company, another method will be implemented to improve the air conditioning system based on its current performance.spaBarranquilla, Universidad del Norte, 2022Universidad del Nortehttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Frenado regenerativoBanco de bateríasBus a gas naturalAire acondicionadoAirconditioningBattery bankNatural gas urban busRegenerative brakingDiseño y optimización energética de un sistema de aire acondicionado eléctrico para autobuses urbanos a gas naturalDesign and energy optimization of electric air conditioning system for urban buses powered by natural gas.articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501ORIGINALimagen.pdfimagen.pdfapplication/pdf87995https://manglar.uninorte.edu.co/bitstream/10584/11282/1/imagen.pdfbc5ad46aa94933a296f6bcb77303e335MD51imagen.jpgimagen.jpgimage/jpeg62681https://manglar.uninorte.edu.co/bitstream/10584/11282/2/imagen.jpg643bc0da14255853a4b52a25ca613cefMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://manglar.uninorte.edu.co/bitstream/10584/11282/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD5310584/11282oai:manglar.uninorte.edu.co:10584/112822023-01-10 16:19:48.739Repositorio Digital de la Universidad del Nortemauribe@uninorte.edu.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