Diseño Y Desarrollo De Un Colector Solar Con Tubos De Cobre
Páginas: 12 (2958 palabras)
Publicado: 8 de noviembre de 2012
DISEÑO Y DESARROLLO DE UN COLECTOR SOLAR DE PLACA PLANA A BASE DE TUBOS DE COBRE Y ALUMINIO
1. MARCO TEÓRICO
Actualmente la más amplia aplicación de la energía solar se concentra en el uso de los colectores solares de placa plana. Desde hace más de treinta años se han venido utilizando estos colectores, pero hasta hace pocos años se iniciaron los primeros estudios detallados para analizarlos procesos térmicos que se dan en el sistema del colector solar de placa plana. HOTTEL YWOERTZ (1942), HOTTEL Y WHILLIER (1958) Y BLISS (1959), realizaron los primeros estudios específicos acerca del comportamiento de los colectores solares. Ellos establecieron el primer modelo para predecir el comportamiento térmico de estos y el fundamento teórico sobre el cual se han basado posterioresinvestigaciones que han realizado mejoras sobre este primer modelo teórico original, por autores tales como Tabor (1958) y Klein (1973).
Los colectores solares de placa plana se diseñan preferentemente para aplicaciones térmicas que requieran la obtenci6n de temperaturas hasta del orden de 100°C, por encima de la temperatura ambiente. La aplicación directa de los colectores solares de placa plana estaen el calentamiento de agua para uso domestico. Sin excluir el uso potencial de estos en el precalentamiento de agua para procesos industriales como también, en el calentamiento de aire en edificaciones donde se requiera el control de la temperatura ambiental.
En nuestro país se han utilizado los calentadores solares de agua para aplicación en conjuntos residenciales, así como en la dotación deagua caliente para campamentos en regiones aisladas, donde la consecución de la energía es difícil y costosa.
La composición básica del colector solar de placa plana consta de dos laminas separadas una de la otra y fabricadas de material transparente al espectro solar, las cuales permiten el paso de la radiación solar de onda corta y a su vez impiden la perdida de calor par transmisión, almedio ambiente, del infrarrojo emitido por la placa absorbente. Creando así una trampa de calor (efecto de invernadero). Se compone también de una placa absorbente recubierta de una superficie selectiva que le permite la mejor absorción de la radiación solar incidente; adheridos a la placa absorbente van los ductos par los cuales circula el fluido a calentar y donde se lleva a cabo la conversión dela energía solar en energía térmica. También el colector está rodeado de material aislante para impedir las perdidas térmicas por conducción en las paredes y en la parte inferior del colector.
La radiación solar es el tipo de energía que se propaga a través del espacio, a la velocidad de la luz en forma de ondas electromagnéticas. La radiación se distribuye sobre un rango de longitudes de ondaal que llamamos Espectro de Radiación Electromagnética. Dentro del espectro la energía solar que llega a la superficie de la tierra está ubicada en el rango de longitudes de onda comprendido entre 0.29 y 3.0 µm. La radiación solar que logra atravesar las cubiertas transparentes del colector es absorbida en la placa. A la cual se le han soldado los ductos por los cuales circulará el fluido. En lafigura 1 se hace un acercamiento al tipo de colector solar de placa plana que se realizará en el presente proyecto, en el cual los tubos están soldados a la placa en contacto directo con la radiación.
Los materiales más apropiados para placas absorbentes son aquellos que posean muy buena conductividad térmica. EI Cobre y el Aluminio son los más apropiados. A su vez la placa absorbente se revistecon una sustancia que sirva de superficie selectiva a las emisiones radiactivas de la energía solar, aumentando así la absortancia de la placa absorbente.
Estas superficies selectivas han de combinar una gran absortancia de la radiación solar con una baja emitancia para el rango de temperaturas en el cual la superficie emite radiación. EI comportamiento de una superficie selectiva es medido...
1. MARCO TEÓRICO
Actualmente la más amplia aplicación de la energía solar se concentra en el uso de los colectores solares de placa plana. Desde hace más de treinta años se han venido utilizando estos colectores, pero hasta hace pocos años se iniciaron los primeros estudios detallados para analizarlos procesos térmicos que se dan en el sistema del colector solar de placa plana. HOTTEL YWOERTZ (1942), HOTTEL Y WHILLIER (1958) Y BLISS (1959), realizaron los primeros estudios específicos acerca del comportamiento de los colectores solares. Ellos establecieron el primer modelo para predecir el comportamiento térmico de estos y el fundamento teórico sobre el cual se han basado posterioresinvestigaciones que han realizado mejoras sobre este primer modelo teórico original, por autores tales como Tabor (1958) y Klein (1973).
Los colectores solares de placa plana se diseñan preferentemente para aplicaciones térmicas que requieran la obtenci6n de temperaturas hasta del orden de 100°C, por encima de la temperatura ambiente. La aplicación directa de los colectores solares de placa plana estaen el calentamiento de agua para uso domestico. Sin excluir el uso potencial de estos en el precalentamiento de agua para procesos industriales como también, en el calentamiento de aire en edificaciones donde se requiera el control de la temperatura ambiental.
En nuestro país se han utilizado los calentadores solares de agua para aplicación en conjuntos residenciales, así como en la dotación deagua caliente para campamentos en regiones aisladas, donde la consecución de la energía es difícil y costosa.
La composición básica del colector solar de placa plana consta de dos laminas separadas una de la otra y fabricadas de material transparente al espectro solar, las cuales permiten el paso de la radiación solar de onda corta y a su vez impiden la perdida de calor par transmisión, almedio ambiente, del infrarrojo emitido por la placa absorbente. Creando así una trampa de calor (efecto de invernadero). Se compone también de una placa absorbente recubierta de una superficie selectiva que le permite la mejor absorción de la radiación solar incidente; adheridos a la placa absorbente van los ductos par los cuales circula el fluido a calentar y donde se lleva a cabo la conversión dela energía solar en energía térmica. También el colector está rodeado de material aislante para impedir las perdidas térmicas por conducción en las paredes y en la parte inferior del colector.
La radiación solar es el tipo de energía que se propaga a través del espacio, a la velocidad de la luz en forma de ondas electromagnéticas. La radiación se distribuye sobre un rango de longitudes de ondaal que llamamos Espectro de Radiación Electromagnética. Dentro del espectro la energía solar que llega a la superficie de la tierra está ubicada en el rango de longitudes de onda comprendido entre 0.29 y 3.0 µm. La radiación solar que logra atravesar las cubiertas transparentes del colector es absorbida en la placa. A la cual se le han soldado los ductos por los cuales circulará el fluido. En lafigura 1 se hace un acercamiento al tipo de colector solar de placa plana que se realizará en el presente proyecto, en el cual los tubos están soldados a la placa en contacto directo con la radiación.
Los materiales más apropiados para placas absorbentes son aquellos que posean muy buena conductividad térmica. EI Cobre y el Aluminio son los más apropiados. A su vez la placa absorbente se revistecon una sustancia que sirva de superficie selectiva a las emisiones radiactivas de la energía solar, aumentando así la absortancia de la placa absorbente.
Estas superficies selectivas han de combinar una gran absortancia de la radiación solar con una baja emitancia para el rango de temperaturas en el cual la superficie emite radiación. EI comportamiento de una superficie selectiva es medido...
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