Estudio experimental de un sistema de calentamiento solar de agua en configuración serie/paralelo y con flujo natural/forzado

Abstract

Yubalena Clemira Salas Esquía, José Alberto Aguilar Franco, Juan José Milón Guzmán, Sergio Leal Braga (Asesores). Estudio Experimental de un Sistema de Calentamiento Solar de Agua en Configuración en Serie/Paralelo y con Flujo Natural/Forzado.Arequipa, 2013. 111p. Tesis para obtener el Título de Ingeniero Industrial – Programa Profesional de Ingeniería Industrial, Universidad Católica San Pablo. En los últimos años, la preocupación por el medio ambiente y el agotamiento de fuentes de energía no renovables está alcanzando mayores niveles de importancia; por este motivo, hoy en día personas e instituciones en todo el mundo invierten más tiempo y dinero en investigar, desarrollar y producir tecnologías que permitan reducir hasta eliminar la dependencia a estas fuentes de energía no renovables motivando la utilización de otras fuentes de energía como es el caso de la energía solar. En este contexto, fue diseñado y construido un aparato experimental para evaluar el desempeño de un Sistema de Calentamiento Solar de Agua en configuración serie/paralelo y con flujo natural/forzado. El sistema compuesto por diez colectores solares de placa plana fue estudiado considerando una disposición de colectores en serie y una en paralelo, también se evaluó diferentes flujos másicos de agua. Se instalaron sensores de temperatura (termopares tipo K) a la entrada y a la salida de cada colector, se instaló un transductor de presión diferencial con conexión a la entrada y a la salida del conjunto de colectores, así también, un medidor de flujo y un piranómetro fueron instalados en puntos estratégicos para el monitoreo continuo. Los parámetros estudiados fueron: temperatura del agua a la entrada y salida de los colectores, temperatura del agua al interior del tanque de almacenamiento, calor absorbido por el agua, caída de presión en el sistema, y flujo másico del agua en el sistema. Los ensayos se desarrollaron en mayo y junio del 2012. Los resultados mostraron el desempeño del sistema de calentamiento solar de agua en condiciones específicas de la ciudad de Arequipa. Para determinar el desempeño del sistema se diseñó y evaluó tres métodos, se determinó el mejor método en función a las incertezas de cada uno y a su evaluación técnica para aplicaciones en diversos sistemas de calentamiento solar de agua.