Colector Solar

Presentacion

El colector solar plano es el aparato más representativo de la tecnología solar fototérmica, y es éste el elemento más importante de los calentadores solares. Su principal aplicación es en el calentamiento de agua. Es por esto que en el presente informe se demostrara el diseño de un colector solar para el calentamiento de agua de uso domestico, como alternativa para sustituir eluso de los calentadores tradicionales electricos y a gas.

Es una opcion muy atractiva si se toma en cuenta las bajas temperaturas solicitadas (40° a 60°), ademas desde el punto de vista energetico es la opcion mas favorable ya que en estos sistemas, la fuente de calor es la radiación solar la cual sustituye los combustibles fosiles o la electricidad.

Los sistemas solares para calentamiento deagua están constituidos por dos elementos principales los cuales como objetivo de este informe es diseñarlos lo mas apropiado posible para un hogar constituido por 4 personas:

Colector Solar Plano: encargado de recibir y transformar la energia incidente durante el dia.

Tanque de almacenamiento: aislado para el agua que ha sido calentada.Diseño y Dimensionado del Colector Plano (CT)



1.-Datos sobre lugar de montaje

Ciudad: Arica

Altura: 23 msnm

Temperatura agua entrada (T°inicial): variable promedio en el mes

Temperatura agua salida (T°salida): 45°C

Calor especifico del agua (Cp): 4187 J/Kg °C



2.-Datos Registro consumo de agua enel hogar

Hogar: 4 personas (unifamiliar)



Consumo agua últimos 13 meses [2011 - 2012]

|Qagua [m3] |T [mes] |
|5 |jun |
|4 |jul |
|5,5 |ago |
|16 |sep |
|14 |oct |
|3 |nov |
|3 |dic ||4 |ene |
|8 |feb |
|9 |mar |
|6 |abr |
|5 |may |






Estimación consumo agua caliente sanitaria por hogar en L/dia





|Qagua [L/dia] |Mes |
|166,6 |jun |
|129 |jul |
|177,4|ago |
|516.1 |sep |
|451 |oct |
|100 |nov |
|96,7 |dic |
|129 |ene |
|275,8 |feb |
|290,3 |mar |
|200 |abr |
|161,3 |may |Promedio = 224 L/día = 224 Kg/día por hogar







Cálculo Área del Colector Plano

[pic] = mx [pic]x( [pic])

A =[pic]

m : masa de agua consumida por familia por día ( 224 kg/día)

[pic] : Calor especifico el agua a presión constante (4187 J/Kg °C)

[pic]: Temperatura final e inicial del agua

[pic] =radiación promedio (W/m2)

n =eficiencia del colector (60%)Tabla de cálculo:

Mes/Dia |I (W/m2) |T° inicial |T° final |Qagua (KJ/dia) |Qagua (KJ/mes) |Qagua (W) |Tservicio (hr/dia) |A (m2) |Consumo (W-hr/dia) | |Ene(31) |260 |15 |45 |28136.6 |872234.6 |325.6 |8 |2.08 |2604.8 | |Feb(28) |273 |15 |45 |28136.6 |787824.8 |325.6 |8 |1.98 |2604.8 | |Mar(31) |241 |14 |45 |29074.5 |901309.5 |336.5 |8 |2.32 |2692 | |Abr(30) |188 |14 |45 |29074.5 |872235|336.5 |8 |2.98 |2692 | |May(31) |162 |14 |45 |29074.5 |901309.5 |336.5 |8 |3.46 |2692 | |Jun(30) |130 |13 |45 |30012.4 |900372 |347.3 |8 |4.45 |2778.4 | |Jul(31) |127 |12 |45 |30950.3 |959459.3 |358.2 |8 |4.7 |2865.6 | |Ago(31) |140 |14 |45 |29074.5 |901309.5 |336.5 |8 |4 |2692 | |Sep(30) |186 |14 |45 |29074.5 |872235 |336.5 |8 |3.01 |2692 | |Oct(31) |221 |15 |45 |28136.6 |872234.6 |325.6 |8...