Diseño, desarrollo y análisis térmico de un colector solar de aire con placa plana

Abstract

En este trabajo se describe el diseño y construcción de un colector solar plano de aire, como así también el desarrollo de los ensayos para determinar el comportamiento térmico de acuerdo con las normas ANSI/ASHRAE standard 93-2003 para ensayos al aire libre. En los colectores de aire, debido al bajo número de Prandtl, la eficiencia resulta practicamente determinada por el flujo de aire que circula dentro del colector, por lo tanto la realización de los test requieren evaluar de manera precisa el caudal másico de aire a la entrada y a la salida del colector, con este propósito, se diseñaron accesorios que se incorporaron al colector. Se presentan curvas de eficiencia térmica y un análisis de exergía, a través de los cuales se evalúa el desempeño térmico y exergético. Se obtienen además, parámetros característicos del colector: rendimiento óptico F_R(τα) y factor de pérdidas de calor F_RU_L.

The design and construction of a flat plate solar air collector is described in this work, as well as the development of tests to determine its thermal performance in accordance with the ANSI/ASHRAE 93-2003 standard, for outdoors studies. Due to the low Prandtl number, the efficiency of the air collectors is highly dependent on the mass flow rate inside the collector, and for this reason, the proof tests required a precise evaluation of the inlet and outlet mass flow rate. Efficiency curves and an exergy analysis are presented, through which the thermal and exergetic performances were evaluated. In addition, the characteristic parameters of the collector were both obtained, the Optical efficiency factor and the heat losses factor F_RU_L.