Tarea Semana 6 – Eficiencia de un calentador solar
Objetivo
- Utilizar los conceptos vistos en clase: propiedades de los fluidos
- Conocer el principio de funcionamiento de un calentador de agua solar (Efecto termosifon)
- Calcular la eficiencia del colector
Metodología y Motivación
- Investigación http://www.cienciamx.com/index.php/ciencia/ambiente/5322-sistema-de-control-para-mejorar-el-rendimiento-de-un-calentador-solar-corregida
- Encontrar la tesis del estudiante de maestría
- Obtener información de tesis (no información online).
Resultados (Informe)
Parte 1
- Introducción (escribir con sus propias palabras, al final del proyecto de investigación )
- Objetivos (los mostrados en esta tarea)
- Revisión de literatura:
- Calentador solar de placa plana (partes de un calentador, diagrama)
- Efecto termosifón (principio de funcionamiento, video)
- Eficiencia de conversión instantanea (ecuación, parametros involucrados)
- Bibliografía ( tesis, BUAP, UNAM, etc)
Calentador solar de placa plana : Calentamiento de agua, aire
Eficiencia térmica instantanea
Modelo de transferencia de calor (observar solo las parte)
Radiación solar sobre la placa plana del absorbedor (Observar la interacción)
Actividad – Escribe en los comentarios
- ¿Cual es la eficiencia de conversión térmica de un calentador solar ?
- ¿Esta eficiencia de conversión con que otro dispositivo se compara?
- Recuerda la eficiencia de conversión de un modulo solar comercial esta cerca del 19%
Parte 2
- Metodología (Calculo de eficiencia, Google Colab)
- Eficiencia del calentador solar
- Variación de velocidad del fluido
- Variación de temperatura
- Conclusiones
¿Cual es la eficiencia de conversión térmica de un calentador solar ?
“Basado en los cálculos de tres sitios diferentes donde Tumba College of Technologycalentadores de agua solares instalados, encontramos que las eficiencias del colector están en el rango de 78.5% y81,7% y las eficiencias del tanque están en el rango de 71% y 78%.”
https://www.researchgate.net/publication/329723786_Thermal_efficiency_and_cost_analysis_of_solar_water_heater_made_in_Rwanda
El calentador solar tiene una eficiencia de aproximadamente el
50%
Fuente: http://www.dof.gob.mx/normasOficiales/4458/sener/sener.htm.
Encontré que en un estudio realizado en 2012 a 2013 la eficiencia máxima calculada fue del 53% en el mes de septiembre y la mínima fue de 10.4% en el mes de Marzo :https://tesiunam.dgb.unam.mx, http://132.248.9.195/ptd2014/enero/0707641/Index.html
http://www.dof.gob.mx/normasOficiales/4458/sener/sener.htm.
50% de eficiencia
¿Cual es la eficiencia de conversión térmica de un calentador solar ?
*Calentador solar D`SOL con condiciones favorables obtiene un máximo de eficiencia de 69.97%
https://energypedia.info/images/9/94/Validaci%C3%B3n_de_un_calentador_solar_de_agua_DSol_-_2011.pdfhttps://energypedia.info/images/9/94/Validaci%C3%B3n_de_un_calentador_solar_de_agua_DSol_-_2011.pdf
La siguiente liga muestra un ESTUDIO DE EVALUACION DE EFICIENCIA DE UN CALENTADOR SOLAR
DE TUBOS AL VACIO CON TANQUE ACUMULADOR, DE LA EMPRESA
D’SOL : https://energypedia.info/images/9/94/Validaci%C3%B3n_de_un_calentador_solar_de_agua_DSol_-_2011.pdf
Los resultados corresponden a la evaluación de tres días
Primer día la mayor eficiencia del calentador (69,97%)
El segundo día de evaluación la eficiencia baja(47,91%)
El tercer día de evaluación la eficiencia fue de (20,11%)
La variación de estos son debido a que el
agua llega al punto de ebullición y comienza las perdidas por fuga de vapor desde el tanque al exterior.
¿Cual es la eficiencia de conversión térmica de un calentador solar ?
*Calentador solar D`SOL con condiciones favorables obtiene un máximo de eficiencia de 69.97%
https://energypedia.info/images/9/94/Validaci%C3%B3n_de_un_calentador_solar_de_agua_DSol_-_2011.pdfhttps://energypedia.info/images/9/94/Validaci%C3%B3n_de_un_calentador_solar_de_agua_DSol_-_2011.pdf
¿Esta eficiencia de conversión con que otro dispositivo se compara?
Con un motor eléctrico o un motor de combustión
La eficiencia de conversión es de 49 ±1%
Se compara con calentadores de agua que utilizan algún combustible como gas lp
http://ojs.unipamplona.edu.co/ojsviceinves/index.php/rcta/article/view/980/995
Se realizó un estudio de evaluación de eficiencia de un calentador solar de tubos al vacío en el cual se obtuvieron las conclusiones siguientes: La mayor eficiencia del calentador (69,97%) se obtuvo el primer día de evaluación donde la temperatura se incremento 50 ºC.
El tercer día de evaluación la eficiencia fue de 20,11% debido a la gran cantidad de pérdida de calor por fuga de vapor.
https://energypedia.info/images/9/94/Validaci%C3%B3n_de_un_calentador_solar_de_agua_DSol_-_2011.pdf
Eficiencia promedio 40 – 60% http://repositorio.untrm.edu.pe/bitstream/handle/UNTRM/261/Eficiencia%20t%C3%A9rmica%20de%20un%20calentador%20solar%20dom%C3%A9stico%20de%20agua%20hecho%20con%20botellas%20pl%C3%A1sticas%2C%20Chachapoyas-%20Amazonas%2C%202014.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Encontré que algunos calentadores cuentan con el 50% de eficiencia :
http://todoferreteria.com.mx/eficiencia-y-mantenimiento-de-los-calentadores-solares/#:~:text=Cuando%20se%20habla%20del%20rendimiento,el%20calentador%20funciona%20al%2050%25.
Eficiencia térmica: 76%-84%
Url:http://www.dof.gob.mx/normasOficiales/4458/sener/sener.htm
La eficiencia de un calentador puede ser variada, pero de acuerdo con un estudio que se realizo se encontró que esta entre 47,91% a 69,97% esto esta sujeto al diferentes condiciones por lo que puede variar la eficiencia.
https://energypedia.info/images/9/94/Validaci%C3%B3n_de_un_calentador_solar_de_agua_DSol_-_2011.pdf
Encontré
La eficiencia máxima calculada fue del53% en el mes de septiembre del 2012 y la mínima fue de10.4% en el mes de marzo del 2013 – Lo obtuve de una tesis encontrada en https://tesiunam.dgb.unam.mx, dejo su lin a continuación: http://132.248.9.195/ptd2014/enero/0707641/Index.html
Obtenido de la página 8
“(…)Se determinó la eficiencia por el cociente de la energía térmica ganada y la energía solar recibida; encontrando la mayor eficiencia (41%) en los días soleados.”
link del articulo: http://revistas.untrm.edu.pe/index.php/CNI/article/view/270
Link Tesis UNAM : https://tesiunam.dgb.unam.mx
Link Tesiteca de la BUAP (Rodrigo Echaniz Varela): https://bdigital.buap.mx/repository/