Determinación de la capacidad de energía solar térmica almacenada en un lecho de piedra para zonas Andinas

Abstract

La finalidad del trabajo es , determinar la cantidad de energía solar térmica acumulada en el lecho de piedra lo cual se puede aplicar en viveros o viviendas para mejorar el confort térmico de manera energéticamente eficiente, el lecho tiene una dimensión de 0.81m * 0.81m * 0.24m la cual contiene un total de 86.3 kg de piedras; para las mediciones de la temperatura en el lecho se utilizó el termopar tipo k y para la radiación solar el piranómetro, este trabaja en un rango de 0 hasta 2000 W/m2, todos los datos enviados por estos sensores llegan al instrumento de adquisición de datos para luego ser operados por un computador. La temperatura promedio del lecho osciló en 55.95°C, mientras la temperatura interior de la piedra en su máximo punto fue de 75°C. Con los datos obtenido mediante mediciones experimentales se calculó el calor especifico de la piedra para 1 Kg como resultado nos dio 0.11 Kcal/Kg/°C. El método utilizado para calcular el calor especifico de la piedra y para calcular la capacidad térmica del lecho es el principio de la termodinámica, la cantidad de energía acumulada en el lecho de piedra que contiene 86.3 Kg de piedras es de 1686863.28 Joule por 4.483 horas. Para un ambiente de 245.31 m3 se requiere se requiere 864000 joule por hora por lo tanto es necesaria 198.23 kg de piedras.

The purpose of the work is to determine the amount of solar thermal energy accumulated in the bed of stone which can be applied in nurseries or homes to improve thermal comfort in an energy-efficient manner. The bed has a dimension of 0.81m * 0.81m * 0.24m which contains a total of 86.3 kg of stones; for the measurements of the temperature in the bed the thermocouple type k was used and for the solar radiation the pyranometer, this one works in a range of 0 to 2000 W/m2, all the data sent by these sensors arrive at the data acquisition instrument to be operated later by a computer. The average bed temperature was 55.95°C, while the interior temperature of the stone at its maximum point was 75°C. With the data obtained by means of experimental measurements, the specific heat of the stone for 1 kg was calculated, giving us 0.11 Kcal/Kg/°C. The method used to calculate the specific heat of the stone and to calculate the thermal capacity of the bed is the principle of thermodynamics, the amount of energy accumulated in the bed of stone containing 86.3 kg of stones is 1686863.28 Joule for 4,483 hours. For an environment of 245.31 m3 it requires 864000 joule per hour therefore 198.23 kg of stones are needed