Construcción y ensayo estacional de un colector solar De aire en flujo forzado, con matriz de metal desplegado y orientación fija

Abstract

Este trabajo presenta el diseño, construcción y ensayos estacionales sobre un colector solar de aire con absorbedor de matriz porosa. Las dimensiones del prototipo son 0,9 m de ancho, 2,4 m de largo y 0,1 m de alto, construido en chapa galvanizada, con cubierta en policarbonato alveolar, y absorbedor poroso formado por mallas de material desplegado liviano. Se realizaron ensayos estacionales, con la intensión de determinar la factibilidad de caracterizaciones in-situ a largo plazo, siguiendo los lineamientos de la norma ASHRAE 93-1986. Para ello, se conectó el colector solar en circuito cerrado a una loza radiante y a una resistencia eléctrica de 2000 W. La inclinación del colector se mantuvo fija a 33o respecto de la horizontal. Los ensayos se llevaron a cabo en un lapso de 100 días no consecutivos, desde Septiembre de 2011 a Marzo de 2012, sensándose valores de temperatura ambiente, velocidad de viento, radiación solar global sobre plano de colector, temperatura de flujo en la entrada y salida del colector y velocidad de flujo de aire. Los resultados obtenidos muestran un flujo de aire entre 0,061 kg/s y 0,068 kg/s, con incrementos de temperatura de flujo entre la salida y la entrada del colector entre los 11,6°C y los 22,1°C, con desvíos estándar menores a 0,32°C, y eficiencias instantáneas en el rango 0,57 a 0,65, con desviaciones estándar menores a 0,012, y parámetros característicos: F R (  ) n  0,73, b 0  – 0,221 y F R U L  9,94 W/m 2 °C. Por último, un análisis del error en las predicciones de calor útil indica que las ecuaciones características de colector lineal representan de forma satisfactoria el comportamiento del colector en días claros y, parcialmente nublados