Investigación experimental de un calentador solar de aire de doble flujo de convección natural de alta eficiencia

• Quiñonez Choquecota, José ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional del Altiplano

     Universidad Nacional del Altiplano

     Puno, Perú

     
• Localización: Revista Investigaciones Altoandinas, ISSN 2306-8582, ISSN-e 2313-2957, Vol. 21, Nº. 4 (Octubre-Diciembre), 2019, págs. 274-282
• Idioma: español
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  • español

    Se presenta el diseño, construcción y evaluación de un colector solar calentador de aire de doble flujo en paralelo que tiene la placa absorbente corrugada en forma de V y que funciona por convección natural. El colector se ha evaluado para cielo claro al instalar sobre una pared vertical en la ciudad de Puno, orientado hacia el norte geográfico en época de otoño. Los parámetros de rendimiento permitieron obtener alta eficiencia y la construcción es de bajo costo. La temperatura máxima de salida del aire del colector alcanzó 95,7 ºC para una intensidad solar de 758 W/m2, y el flujo másico promedio para días soleados fue de 0,0094 kg/s, además se encontró que el flujo másico es muy sensible a la velocidad y densidad del aire. La eficiencia promedio del colector es de 51,1 % el cual representa un buen rendimiento dado que extrae gran cantidad de energía térmica completamente pasiva sin requerir una energía exterior adicional. El colector diseñado es respetuoso con el medio ambiente y está diseñado para satisfacer las demandas de energía en regiones frígidas, puede operar con mayor eficiencia en los periodos de otoño e invierno por poseer en esta época de mayor ángulo de incidencia.

  • English

    The design, construction and evaluation of a parallel dual-flow air heater solar collector that has the V-shaped corrugated absorbent plate and that works by natural convection is presented. The collector has been evaluated for clear sky when installed on a vertical wall in the city of Puno, oriented towards the geographical north in the autumn season. The performance parameters allowed to obtain high efficiency and the construction is low cost. The maximum outlet air temperature of the collector reached 95,7 ºC for a solar intensity of 758 W/m2, and the average mass flow for sunny days was 0,0094 kg/s, in addition it was found that the mass flow is very sensitive to air velocity and density. The average efficiency of the collector is 51,1% which represents a good performance since it extracts a large amount of completely passive thermal energy without requiring additional external energy. The designed collector is respectful with the environment and is designed to meet the energy demands in frigid regions, it can operate more efficiently in the autumn and winter periods because it has a higher incidence angle at this time.