Diseño de un sistema de aire acondicionado eléctrico en autobuses de transporte urbano masivo de pasajeros

Abstract

En los vehículos, para un usuario, del transporte masivo Transmetro se percibe la ausencia de confort en el interior del bus. Al realizar mediciones de temperatura y humedad, se evidencia que la temperatura y la humedad relativa no alcanzan niveles de confort en los viajes realizados, además el sistema de refrigeración se alimenta del motor de combustión del vehículo. Este, es un sistema que no garantiza el confort térmico y además costos ya que obtiene la energía a partir del motor del vehículo, cuya eficiencia frente a una fuente eléctrica es significativamente menor. El objetivo de este Proyecto es el de realizar un diseño pre-existente en el cual se pueda llevar las condiciones internas de la cabina, cercana a las condiciones de confort establecidas por la ASHRAE, con costos operativos bajos de manera que Transmetro se convierta en la alternativa principal de los usuarios para que se cumpla el propósito de mejorar la movilidad en la ciudad. Para cumplir este objetivo, se propone independizar el sistema de refrigeración del motor de combustión, y accionarlo a través de un motor eléctrico que accionara el/los compresor(es) para que principalmente reduzca los costos y disminuya los gases de efecto invernadero. Para garantizar el confort térmico se realiza un proceso de selección de compresores que satisfagan la demanda de capacidad de refrigeración debido a los factores como, radiación solar, infiltración del aire exterior durante la parada en estaciones, y el calor metabólico debido al gran número de usuarios que se embarcan en el autobús. Finalmente se realiza un proceso de selección del sistema de almacenamiento de energía eléctrica que accionará el motor del compresor cuya limitaciones serán los costos de este y el peso que agrega al vehículo. Este proceso va acompañado por un diseño necesario para la implementación de nuestra alternativa al espacio con los que actualmente cuenta el vehículo.

A user, when is transported in the articulated vehicles of Transmetro, perceive the absence of comfort inside the bus. When making measurements of temperature and humidity, it is evident that temperature and relative humidity do not reach comfort levels in the trips made; in addition the cooling system is fed to the combustion engine of the vehicle. This is a system that does not guarantee thermal comfort and also costs a lot because it obtains the energy from the motor of the vehicle, whose efficiency against an electrical source is significantly lower. The objective of this project is to make a pre-existing design in which the internal conditions of the cabin can be carried close to the comfort conditions established by ASHRAE, with low operating costs so that Transmetro becomes The main alternative of users to fulfill the purpose of improving mobility in the city. To achieve this objective, it is proposed to separate the cooling system from the engine, and to drive it through an electric motor that will drive the compressor (s) to reduce costs and reduce greenhouse gases. To ensure thermal comfort, a selection process of compressors is performed to meet the demand for cooling capacity due to factors such as solar radiation, outdoor air infiltration during station shutdown, and metabolic heat due to the large number of users Who embark on the bus. Finally a process of selection of the system of electrical energy storage is carried out that will drive the engine of the compressor whose limitations will be the costs of this one and the weight that is added to the vehicle. This process is accompanied by a design necessary for the implementation of our alternative to the space with which the vehicle currently has.