Un nuevo enfoque para el dimensionamiento de calentadores solares que funcionan con termosifón

Resumen

El objetivo de este trabajo es presentar una metodología simple para que sea posible diseñar un sistema que funcione en un termosifón, sin recurrir siempre a una simulación por computadora. Como resultado de muchas simulaciones de sistemas que utilizan el programa TRNSYS, donde se variaron diferentes parámetros operacionales y de diseño del sistema, se obtuvo un conjunto de expresiones que permiten la determinación de la eficiencia térmica diaria (promedio mensual) del sistema. La correlación desarrollada contempla tanto los aspectos geométricos y térmicos relacionados con el colector, el tanque de almacenamiento y las tuberías de conexión, así como los aspectos operativos (carga térmica, radiación solar, temperatura ambiente). Este modelo puede optimizar las variables del sistema de calentamiento solar de agua mediante termosifón para los requisitos de una aplicación específica. La correlación obtenida muestra que la eficiencia es una función lineal de las condiciones climáticas, la calidad del colector y los parámetros que relacionan el volumen del tanque de almacenamiento, el volumen de carga (perfil de consumo) y el área del colector. La correlación es muy útil, ya que es una alternativa simple y rápida para calcular la eficiencia del sistema, sin depender de la determinación experimental o los resultados de la simulación numérica. El dimensionamiento, es decir, la determinación del área del colector y el volumen del tanque de almacenamiento que satisfacen adecuadamente la carga térmica requerida, se puede llevar a cabo de manera simple y rápida, utilizando esta correlación.