Colectores solares termicos

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ESCUELA POLITECNICA DEL EJERCITO
DIRECCION DE POSTGRADOS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGIA Y MECANICA

MAESTRIA EN ENERGIAS RENOVABLES
II PROMOCION

LABORATORIO DE ENERGIAS RENOVABLES
PRACTICAS E INVESTIGACION COMPLEMENTARIA.

NOMBRE :
YOLANDA MARIBEL QUEZADA PESANTEZ

DICIEMBRE 2010.

1. HOMOLOGACION DE UN COLECTOR SOLAR PLANO .

Una de las normas para homologar uncolector solar plano es la norma ASHRAE 93-77
Dependiendo de la complejidad variable de los métodos de caracterización existen los siguientes modelos:
Modelos simples (dos parámetros)
* Absorción radiación
* Perdidas térmicas
Modelos muy detallados (múltiples parámetros de diseño )
* Espesor y material de placa
* Espaciado y dimensiones de tubos
* Numero ycaracterísticas de cubiertas
* Etc.
Eficiencia del colector solar plano .
Para determinar la eficiencia del colector se realiza el siguiente ensayo:
Exponer el colector a la radiación.
Medir caudal másico , temperaturas de entrada y salida en el colector
Medir condiciones de contorno ( G, Ta, viento etc. )
Calcular la eficiencia:

nt=eficiencia del colector solar
qu=calor útil del colectorAc= área del colector
ITt= radiación solar total incidente en el plano del colector
m=caudal másico
Cp= calor especifico
T2= temperatura de fluido a la salida del colector
T1= temperatura de entrada al colector

Y mediante un ajuste de puntos

Fr y UL = Sensiblemente constantes
T α función del ángulo de incidencia
Los coeficientes se obtienen de los respectivas tablas .

2.PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO DE UN CSP
La secuencia que suele seguirse en el cálculo es la siguiente:
1. Valoración de las cargas caloríficas para el calentamiento de agua destinada a laproducción de A.C.S. o calefacción.
2. Valoración de la radiación solar incidente en la superficie inclinada del captador ocaptadores.
3. Cálculo del parámetro D1.
4. Cálculo del parámetro D2.
5. Determinaciónde la gráfica f.
6. Valoración de la cobertura solar mensual.
7. Valoración de la cobertura solar anual y formación de tablas.
Las cargas caloríficas determinan la cantidad de calor necesaria mensual para calentar el agua destinada al consumo doméstico, calculándose mediante la siguiente expresión:

Qa = Carga calorífica mensual de calentamiento de A.C.S. (J/mes)
Ce = Calor específico. Paraagua: 4187 J/(kgA°C)
C = Consumo diario de A.C.S. (l/día)
tac = Temperatura del agua caliente de acumulación (°C)
tr = Temperatura del agua de red (°C)
N = Número de días del mes
El parámetro D1 expresa la relación entre la energía absorbida por la placa del captador plano yla carga calorífica total de calentamiento durante un mes:

D1 = Energía absorbida por el captador / Carga caloríficamensual

Energía absorbida por el captador :

El parámetro D2 expresa la relación entre las pérdidas de energía en el captador, para una determinada temperatura, y la carga calorífica de calentamiento durante un mes:
D2 = Energía perdida por el captador / Carga calorífica mensual
Energía perdida por el captador :

Obtenidos D1 y D2 , aplicando la ecuación inicial se calcula la
fracciónde la carga calorífica mensual aportada por el sistema de energía solar.
De esta forma, la energía útil captada cada mes, Qu , tiene el valor:

Qa = Carga calorífica mensual de A.C.S.
El proceso operativo para un mes, se operará para todos los meses del año.
La relación entre la suma de las coberturas mensuales y la suma de las cargas caloríficas, o necesidades mensuales de calor, determinarála cobertura anual del sistema:

3. ANALISIS DE ESTRATIFICACION DE TEMPERATURA EN EL ACUMULADOR DE ACS.

Un buen diseño de un acumulador debe permitir que se produzca “estratificación”, es decir que la temperatura del agua se distribuya verticalmente. Con esto se asegura el buen funcionamiento de la instalación.
La principal ventaja de la estratificación de temperaturas es que mejora...
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