Calentador solar

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OPS/CEPIS/03___ UNATSABAR

UNIDAD DE APOYO TÉCNICO PARA EL SANEAMIENTO BÁSICO DEL ÁREA RURAL

TEORÍA PARA EL DISEÑO DE CALENTADORES SOLARES DE AGUA

Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente Área de Desarrollo Sostenible y Salud Ambiental Organización Panamericana de la Salud Oficina Sanitaria Panamericana – Oficina Regional de la Organización Mundial de la SaludAuspiciado por:

Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación

UNIDAD DE APOYO TÉCNICO PARA EL SANEAMIENTO BÁSICO DEL ÁREA RURAL

TEORÍA PARA EL DISEÑO DE CALENTADORES SOLARES DE AGUA
Sixto Guevara Vásquez UNATSABAR – OPS/CEPIS

Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente Área de Desarrollo Sostenible y Salud Ambiental Organización Panamericana de la SaludOficina Sanitaria Panamericana – Oficina Regional de la Organización Mundial de la Salud Auspiciado por la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación Lima, 2003

OPS/CEPIS/03___ UNATSABAR

Tabla de contenido Página 1. 2. Introducción ..................................................................................................... 3 Conceptos previos........................................................................................... 3 2.1 Radiación solar ....................................................................................... 3 2.2 Balance de energía en el calentador solar .............................................. 4 Balance de energía en colector solar ............................................................... 6 3.1 Coeficiente total detransferencia de calor ............................................. 7 3.1.1 Conductancia en la parte inferior, Ufo ........................................ 8 3.1.2 Conductancia en la parte superior Usup ..................................... 8 3.1.3 Conductancia en la parte lateral Ul. .......................................... 10 3.2 Temperatura a lo largo del tubo y el factor de eficiencia delcolector .......................................................................... 11 3.3 Distribución de la temperatura del agua a lo largo del tubo ................ 15 3.4 Factor de remoción de calor ................................................................. 16 Pérdidas de calor en el depósito de almacenamiento y las conexiones.......... 17 4.1 Depósito de almacenamiento............................................................... 17 4.2 Conexiones ........................................................................................... 17 Circulación natural del agua en el calentador solar ....................................... 17 5.1 Ubicación del depósito de almacenamiento respecto al colector solar........................................................................................ 18 5.2 Altura de presión de la circulación natural .......................................... 18 5.2.1 Altura de presión debido al cambio de densidad del agua en el colector solar .................................................... 18 5.3 Pérdidas de carga ................................................................................ 19 Desarrollo de la OPS/CEPIS.......................................................................... 20 Referencia bibliográfica ................................................................................ 20 Anexo 1. Simbologías empleadas ................................................................. 21

3.

4.

5.

6. 7.

-2-

OPS/CEPIS/03___ UNATSABAR

TEORÍA PARA EL DISEÑO DE CALENTADORES SOLARES DE AGUA 1.Introducción

En este documento se presentan brevemente las formulaciones acerca de la teoría de calentadores solares de agua que describen los fenómenos físicos que se producen en el aprovechamiento de la energía solar. La recopilación de la información presentada está enfocada en un modelo de calentador solar con colector plano tipo rejilla y de circulación natural. Antes, se analizan algunos...
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