Evaluación experimental de la eficiencia de colectores solares de tanque integrado utilizando nanotubos de carbono en el fluido base

Abstract

Dentro de las distintas aplicaciones de la energía solar, su uso para el calentamiento de agua en procesos industriales y comerciales, permite un ahorro energético. Los avances de la tecnología en los colectores solares para el calentamiento de agua han progresado en los últimos años buscando su mejor optimización desde colectores planos convencionales, de tubos en vacío o colectores termo acumulativos (colector con tanque integrado). La integración de esta tecnología con nanofluidos, que vienen siendo investigados en la actualidad en procesos de transferencia de calor, demostrando poseer mejores propiedades termodinámicas y de transferencia de calor comparados con los fluidos convencionales. Aprovechando estas características, se llevó a cabo este procedimiento experimental en un colector solar con tanque integrado, el cual fue instrumentado completamente (Termopares, Manómetros y un Solarimetro), así como un circuito de alimentación con elementos de control de flujo para poder evaluar si hay un incremento en la eficiencia. Se realizaron dos pruebas en los meses de agosto y diciembre respectivamente, de los cuales se escogió los días que tengan características meteorológicas semejantes, para luego poder analizar los datos obtenidos y determinar la eficiencia del sistema en las dos situaciones. Para la segunda prueba se realizó un tratamiento químico a las nanoparticulas (NTC), que pasaron por una limpieza con una mezcla de ácidos y un proceso de sonicación (Ultrasonido). Todos estos pasos permitieron obtener la mezcla que se agregó al fluido de trabajo. Como resultado del procedimiento experimental, se obtuvo un Nanofluido (Agua + Propilenglicol + NTC) en una concentración de 0.1% en volumen, que al ser utilizado en la prueba se obtiene un incremento de 5% de la eficiencia del equipo.