Diseño de un sistema de aire acondicionado basado en termoelectricidad para mejorar el confort térmico en una vivienda de la ciudad de Santa Rosa – Chiclayo

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo diseñar un sistema de aire acondicionado basado en termoelectricidad para mejorar el confort térmico en una vivienda de la ciudad de Santa Rosa – Chiclayo, mediante su aplicación localizada en una cuna de recién nacido. El estudio surge ante las altas temperaturas registradas en temporada de verano, que pueden alcanzar hasta 35 °C, afectando especialmente a los recién nacidos por su limitada capacidad de termorregulación. La metodología fue de tipo aplicada y diseño no experimental, orientada al análisis de la carga térmica, dimensionamiento de componentes y evaluación técnica, energética, económica y ambiental del sistema propuesto. Como resultado, se determinó una carga térmica de diseño de 130 W y se seleccionaron cinco módulos termoeléctricos TEC1-12706, con una capacidad total de enfriamiento de 150 W. El sistema presentó una potencia total de 386 W, un consumo mensual estimado de 92,7 kWh y un coeficiente de desempeño de 0,39. En la evaluación económica se obtuvo una inversión inicial de S/. 1 270, un VAN de S/. 1 389, una TIR de 42 % y un periodo de recuperación de 1,9 años. Se concluye que la propuesta es técnica, económica y ambientalmente viable.

The objective of this research was to design a thermoelectric air conditioning system to improve thermal comfort in a household located in Santa Rosa – Chiclayo through its localized application in a newborn’s crib. The study was motivated by high summer temperatures of up to 35 °C, which particularly affect newborns due to their limited thermoregulatory capacity. The methodology was applied in nature and used a non-experimental design, focused on thermal load analysis, component sizing, and the technical, energy, economic, and environmental evaluation of the proposed system. The results showed a design thermal load of 130 W, for which five TEC1-12706 thermoelectric modules were selected, providing a total cooling capacity of 150 W. The system presented a total electrical power of 386 W, an estimated monthly energy consumption of 92.7 kWh, and a coefficient of performance of 0.39. The economic evaluation showed an initial investment of S/. 1,270, a net present value of S/. 1,389, an internal rate of return of 42%, and a payback period of 1.9 years. It is concluded that the proposed system is technically, economically, and environmentally viable.