Estudio experimental y análisis energético de destiladores solares de agua con convección natural y convección forzada

• Margarita Castillo Téllez ^[1] ; Beatríz Castillo Téllez ^[2] ; Jorge de Jesús Chan González ^[1] ; Juan Edgar Andrade Durán ^[1] ; Juan Carlos Ovando Sierra ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de Campeche

     Universidad Autónoma de Campeche

     México

     
  2. [2] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     
• Localización: DYNA energía y sostenibilidad, ISSN-e 2254-2833, Vol. 6, Nº. 1, 2017
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Experimental study and energetical analysis of solar stills with natural convection and forced convection
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen
  • español

    En el presente trabajo se llevó a cabo la caracterización térmica de cuatro prototipos de destiladores solares: (1) El primero, está basado en el diseño tradicional de un destilador solar de doble caseta con convección forzada. (2) En el segundo caso, al mismo destilador se le agregó un ventilador de 2.6 W en la cámara de destilado con la intención de forzar el flujo de vapor. (3) En el tercer caso, se agregó un disipador de calor de aluminio en la pared contraria a la del ventilador, para aumentar la condensación de vapor. (4) Se sustituyó una pared de vidrio por metálica de aluminio, en la pared contraria al ventilador. Los destiladores estudiados tienen un área de 0.23 m2. Se realizó un análisis energético de los destiladores y se identificó el sistema más eficiente en términos de obtención de agua producto y energía solar recibida: l/(kWh). Durante el periodo de prueba la irradiación promedio fue de 850 W/m2 a 950 W/m2, la temperatura ambiente osciló entre 30 °C y 36 °C. Se encontró que al introducir el 5% más de energía en forma eléctrica y adaptar un disipador, se obtuvo una mejora en el rendimiento energético del 25% respecto a las diferentes configuraciones estudiadas y el 88% respecto al modelo de convección natural, llegando a 0.68 l/(kWh). Los resultados nos indican que la configuración con mejores resultados fue en la que se sustituyó una pared de vidrio por metálica, con una densidad de energía promedio recibida en un día de 6.56 kWh/m2; se obtuvo un promedio de 0.925 l destilados diarios y un rendimiento energético de 0.61 l/kWh.

  • English

    In the present work is described the development and characterization of 4 prototypes of solar distillers: (1) the first one is based on traditional designs that it is of hut, (2) the second it was built adding this a fan of 2.6 W to force flow of the vapor, (3) the third were added a heat sink of aluminum in the wall contrary to the fan, to increase the condensation of vapor and (4) a metallic wall of aluminum was also used for improve the condensation process. The distillers have an area of 0.23m2. It was defined an energetic performance to characterize them, as the number of liters of distilled water by unit of given energy. The prototype with fan, of forced convection without heat sink, got an energetic performance 1.54 times higher than that of the simple distiller, of natural convection. When a heat sink or aluminum wall is added, energetic performance is 1.94 times of the simple distiller. They are also shown typical figures of some operation parameters like temperature of the water, irradiance and temperature of the glass, in function of the time for a clear day.

    In the present work is described the development and characterization of 4 prototypes of solar distillers: (1) the first one is based on traditional designs that it is of hut, (2) the second it was built adding this a fan of 2.6 W to force flow of the vapor, (3) the third were added a heat sink of aluminum in the wall contrary to the fan, to increase the condensation of vapor and (4) a metallic wall of aluminum was also used for improve the condensation process. The distillers have an area of 0.23m2. It was defined an energetic performance to characterize them, as the number of liters of distilled water by unit of given energy. The prototype with fan, of forced convection without heat sink, got an energetic performance 1.54 times higher than that of the simple distiller, of natural convection. When a heat sink or aluminum wall is added, energetic performance is 1.94 times of the simple distiller. They are also shown typical figures of some operation parameters like temperature of the water, irradiance and temperature of the glass, in function of the time for a clear day.