Colector solar

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Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil Mecánica

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DEL USO DE COLECTORES SOLARES COMO APOYO A LA CALDERA DE CALEFACCIÓN “CASINO CAMPUS MIRAFLORES”
Trabajo para optar al Título de: Ingeniero Mecánico. Profesor Patrocinante: Sr. Rogelio Moreno Muñoz. Ingeniero Civil Mecánico. M. Sc. Dr. Ingeniería Mecánica

ROBERTOENRIQUE FUENTEALBA GUTIÉRREZ VALDIVIA - CHILE 2009

El Profesor Patrocinante y Profesores Informantes del Trabajo de Titulación Comunican al Director de la Escuela Civil de Mecánica de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería que el Trabajo de Titulación del señor:

ROBERTO ENRIQUE FUENTEALBA GUTIÉRREZ
Ha sido aprobado en el examen de defensa rendido el día , como

requisito para optar elTítulo de Ingeniero Mecánico. Y, para que así conste para todos los efectos firman:

Profesor Patrocinante:

Sr. Rogelio Moreno M. Ingeniero Civil Mecánico.

_____________________

Profesores Informantes:

Sr. Misael Fuentes P. Ingeniero Mecánico.

_____________________

Sr. Luís Cárdenas G. Ingeniero Mecánico.

_____________________

Director de Escuela:

Sr. Milton LemarieO. Ingeniero Civil Mecánico.

_____________________

AGRADECIMIENTOS

El presente trabajo está dedicado a todas aquellas personas que fueron parte de este importante proceso como estudiante. En especial, quiero agradecer a mis padres por enseñarme lo valioso que es tener fortaleza y paciencia, y por el apoyo incondicional que ellos me brindaron. También agradezco a mis hermanos por lapaciencia que me tuvieron y por sus consejos en situaciones adversas. Por último quiero agradecer a mis amigos, cuyas personas estuvieron conmigo cuando los necesité, dándome esas palabras de apoyo y ayudándome en los estudios.

ÍNDICE DE CONTENIDOS.

CONTENIDO.

Página.

Resumen Summary Introducción Objetivo general Objetivo específico Metodología de trabajo

1 2 3 5 5 5

Capítulo 1.Fundamentos básicos de la energía solar.

1.1 El Sol como fuente de energía. 1.2 Radiación solar. 1.3 Instrumentos para la observación del flujo solar. 1.4 Diferenciación de las dos aplicaciones más comunes.

7 8 10 12

Capítulo 2. Energía solar térmica.

2.1 Tipología de colectores solares térmicos. 2.2 Principio de circulación o distribución. 2.3 Aplicaciones.

15 17 20

Capítulo 3.Proyección de los materiales necesarios para la instalación solar térmica.

3.1 Datos de partida.

3.1.1 Estudio climático. 3.1.2 Rendimiento de los colectores.

24 26

3.2 Dimensionamiento de la superficie de colectores.

3.2.1 Cálculo del rendimiento y el aporte solar del colector. 3.2.2 Cálculo de la demanda térmica diaria. 3.3 Dimensionado del volumen de captación.

30 35 38

3.4Selección del fluido caloportador.

3.4.1. Cálculo del fluido caloportador. 3.4.2 Viscosidad absoluta del fluido caloportador. 3.4.3 Densidad del fluido caloportador. 3.4.4 Viscosidad cinemática del fluido caloportador.

40 42 43 44

3.5 Conexión de los captadores.

3.5.1 Conexión en serie. 3.5.2 Conexión en paralelo. 3.5.3 Conexión mixta.

45 46 47

3.6 Caudales.

3.6.1 Conexión enserie. 3.6.2 Conexión en paralelo.

48 49

3.7 Tuberías.

3.7.1 Cálculo del diámetro necesario para la tubería. 3.7.2 Tuberías dimensiones estándar.

51 53

3.8 Pérdida de carga en flujos desarrollados en tuberías.

3.8.1 Pérdidas primarias. 3.8.2 Factor de fricción. 3.8.3 Número de Reynolds. 3.8.4 Rugosidad absoluta y relativa. 3.8.5 Cálculo de la rugosidad relativa. 3.8.6 Factor defricción para un régimen laminar. 3.8.7 Cálculo del factor de fricción. 3.8.8 Pérdidas secundarias. 3.8.9 Cálculo de las pérdidas secundarias. 3.8.10 Cálculo de las pérdidas según el método longitud de tubería equivalente.

56 57 58 60 61 62 63 64 65 67

3.9 Caída de presión por efecto de los colectores solares.

68

3.10 Altura dinámica o carga de trabajo de la bomba.

3.10.1 Cálculo de...
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