RENDIMIENTO TÉRMICO DE UN CONJUNTO DE COLECTORES DE TUBOS DE CALOR DE PLACAS PLANAS

Dayana Bastidas Medina
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RENDIMIENTO TÉRMICO DE UN CONJUNTO DE COLECTORES DE TUBOS DE CALOR DE PLACAS PLANAS
1 INTRODUCCION
1.1 se caracteriza por su eficiencia
1.2 cuando se utilizan muchos colectores en una planta, el rendimiento de la serie de colectores depende mucho de cómo los colectores están conectados entre sí
1.3 Diseños de los colectores de tubos de calor:
1.3.1 De placa plana
1.3.2 De tubo evacuado
1.4 conjunto de colectores de tubos de calor de placas planas
1.4.1 ventajas
1.4.1.1 minimiza la pérdida de calor del agua caliente cuando la radiación incidente es baja
1.4.1.2 cuando se alcanza la temperatura de diseño máximo del colector, corta su capacidad de transferencia de calor
1.4.2 Desvantaja
1.4.2.1 puede reducir la eficiencia de la recogida de energía
1.4.3 funcionamiento
1.4.3.1 el agua de circulación se calienta Indirectamente por el fluido del tubo de calor que se condensa en un intercambiador de calor
1.4.3.2 funciona como un diodo térmico en el que el flujo del calor es sólo en una dirección
1.4.3.3
2 El modelo se valida mediante pruebas in situ
3 ANALISIS TEORIICO
3.1 Un unico panel de colector de tubo de calor
3.1.1 serie de tubos de calor conectados a un colector
3.1.1.1 cada sección del colector que tiene un único tubo
3.1.1.1.1 tienen el mismo coeficiente de pérdida de calor
3.1.1.1.1.1 Fig. 2. Tubo de calor individual conectado al intercambiador de calor.
3.1.2 La energía recogida por una sola tubería de calor, se determina asi
3.1.2.1 Suponiendo que no hay pérdida de calor entre el intercambiador de calor y el ambiente, la cantidad de calor transferida al agua en el intercambiador de calor
3.1.2.1.1 La energía ganada por el agua por unidad de longitud del condensador de la tubería de calor a medida que el agua fluye sobre ella es dada por:
3.1.2.1.1.1 Resolviendo las ecuaciones anteriores, la temperatura del agua, después de que fluye sobre un único tubo de calor, es
3.1.2.1.1.1.1 la temperatura del fluido del tubo de calor se puede expresar como sigue
3.1.2.1.1.1.1.1 Donde
3.2 Colector con varios tubos de calor
3.2.1 el agua fluye de un condensador de tubo de calor a otro
3.2.1.1 La temperatura del agua de salida del primer tubo de calor se convierte en la temperatura del agua de entrada del segundo tubo si se ignora la pérdida de calor del tubo de conexión entre ellos
3.2.1.1.1 Figura. 3. Conjunto de tubería de calor conectado al intercambiador de calor.
3.2.2 Para un colector de tubo de calor de placa plana que tiene n número de tubos de calor
3.2.2.1 la temperatura de salida del agua de circulación es
3.2.2.1.1 donde
3.2.2.1.1.1 La eficiencia del colector cuando se define con respecto al área de colector bruta es la siguiente:
3.2.2.1.1.1.1 La eficiencia de un panel colector de tubo de calor de placa plana se convierte entonces en
3.2.2.1.1.1.1.1 A partir del análisis anterior, la eficiencia y la temperatura del agua de salida de un panel colector pueden ser determinadas siempre que se conozcan las variables de diseño del sistema
4 se puede determinar la temperatura del agua de salida de N número del colectores solares conectados en serie, con cada panel del colector que tiene n número de tubos de calor reescribiendo la eqn (8) como sigue:
4.1 En el caso de dos colectores en serie
4.1.1 la eficiencia del primer colector es
4.1.1.1
4.1.2 la eficiencia del segundo colector es
4.1.2.1 Mediante la combinación de las ecuaciones (18) y (19), puede demostrarse que las eficiencias n2 y n1 están relacionadas por
4.1.2.1.1 La eficacia combinada de las dos series en serie se da simplemente por el promedio aritmético de la eficiencia de cada colector, es decir,
4.1.2.1.1.1 Y puede simplificarse a una expresión que contiene los parámetros relevantes del único colector, es decir,
4.1.2.1.1.1.1 Para el factor de eliminación de calor de N flujo plano idéntico a través de paneles colectores colocados en serie:
5 DISCUSION
5.1 En la norma ASHRAE 93-1986 15, hay una sección que recomienda que el rendimiento de los colectores de tubos de calor se presenten mediante la siguiente ecuación
5.1.1 Donde c, d, e, y f son coeficientes que se obtienen de un ensayo
5.1.2 utilizando los dos primeros términos de la ecuación, es suficiente para describir el comportamiento térmico de los colectores de tubería de calor de placa plana
5.1.2.1 los resultados muestra que el efecto de las pérdidas de calor por radiación de los colectores es probablemente insignificante a este intervalo de temperaturas
5.1.2.1.1 Figura 5. Temperatura de salida de los colectores de tubo de calor.
5.1.2.1.2 La variación de la temperatura del agua de salida con respecto a la temperatura del agua de entrada se puede determinar a partir de la información
5.1.2.1.3
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