Acumulador solar térmico pasivo de mediana temperatura con materiales locales de cambio de fase y calor sensible para sistema solares térmicos familiares en Ayacucho

Abstract

En el presente trabajo se determina la influencia del acumulador solar térmico de cambio de fase y calor sensible en el funcionamiento de sistemas solares familiares como la cocina y secador solar. Para ello, se caracteriza las propiedades térmicas de la parafina como un material local de cambio de fase. La estructura del acumulador parte del concepto de ser modular de placa compacta, cuyas dimensiones se determinan mediante la simulación térmica en Comsol Multiphysics. Para mejorar la transferencia de calor desde el material de cambio de fase, se incorpora aletas internas y/o externas en el acumulador para acelerar el proceso de carga y descarga de la energía térmica. Se ha logrado diseñar 2 tipos de módulos de acumulador solar térmico de 30 cmx20 cmx3 cm uno que incorpora sólo aletas internar y otro, aletas internas y externas; cada módulo encapsula 1 kg de parafina y acumula energía hasta el punto de fusión de 0,06 kWh con densidad de energía de 51,81 kWh/m3. Dos módulos del acumulador se incorporan a una cocina solar y otros dos a un secador solar de cabina, con lo que se logra estabilizar la temperatura del aire de la cabina de cocción y del aire que ingresa a la cámara de secado durante el proceso de carga del acumulador. Cuando cesa la intervención de la radiación solar, la temperatura del aire que ingresa a la cámara de secado se mantiene mayor a 30 oC por un intervalo de 2 h lo que optimiza el proceso de secado del producto.