On Mayo 11, 2016

Diseño y construcción de un banco de pruebas para caracterización térmica de colectores solares planos

Investigador/es: Jesús García Molina

Diseño y construcción de un banco de pruebas para caracterización térmica de colectores solares planos

El  consumo  de  gas  en  México  representa  el  50%  de  la  energía  total utilizada en el sector doméstico, y del cual 29% se utiliza para calentamiento de agua. Una alternativa viable para el calentamiento de agua lo constituye el uso de colectores solares, tanto para el sector doméstico, como el comercial. Las barreras para  el  uso  generalizado  de  la  energía  solar  para  calentamiento  son  diversas, entre ellas está la desconfianza de los usuarios a la tecnología de los colectores solares. Las normas para pruebas de colectores constituyen una propuesta para superar esta barrera.

Se  diseñó,  construyó,  instrumentó  y  operó  un  banco  de  pruebas  para colectores  solares  planos  para  calentamiento  de  agua  bajo  la  norma  mexicana NMX-ES-001-NORMEX-2005.  Las  normas  para  pruebas  permiten  comparar componentes y recibir un control de un tercero independiente, con el propósito de mejorarlos. Asimismo, los usuarios pueden saber que adquieren productos a los que se les ha certificado seguridad, mínimos de calidad y confiabilidad.   Se  calibraron  los  sensores  de  temperatura  tipo  RTD  utilizados, comparándolos con uno de referencia, y así sacar una curva para corrección. Por otro  lado,  los  flujómetros  fueron  calibrados  por  medio  de  una  curva  obtenida  a partir de detectar la frecuencia del sensor y comparándola con el flujo medido en un dispositivode precisión aforado.

Se  realizaron  cuatro  ensayos  de  rendimiento  térmico  en  estado cuasiestático,  dos  en  temporada  invernal  (diciembre-enero)  y  dos  en  temporada de verano (junio-julio). Para el primer caso se realizaron pruebas simultáneas a un colector parabólico compuesto (cpc) y un colector solar plano (csp). En el segundo caso se realizaron las pruebas térmicas en forma individual.  Se obtuvieron experimentalmente cuatro curvas básicas de funcionamiento térmico  de  igual  número  de  colectores  solares,  las  cuales  permitieron  hacer  un comparativo de sus eficiencias térmicas para diferentes condiciones de operación tanto de variables atmosféricas, radiación y temperaturas de suministro de agua. El control de la temperatura de suministro al banco de pruebas constituye la variable  más  determinante  para  obtener  la  curva  de  eficiencia.

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