Modelado físico-matemático del comportamiento térmico de un colector con acumulación integrada cuyo absorbedor es un tubo de calor asistido por gravedad

Abstract

En este trabajo se presenta el modelado y validación experimental de un tubo de calor asistido por gravedad acoplado a un tanque aislado con agua para el almacenamiento de energía térmica. El desempeño térmico del tubo de calor se midió durante el periodo de calentamiento y enfriamiento mediante termocuplas acopladas a un tanque aislado, en distintas partes del evaporador del tubo de calor y en el ambiente donde estaba el banco de pruebas del mismo. Para construir el modelo físico-matemático del tubo de calor se utilizaron correlaciones de transferencia de calor propuesta por la bibliografía de referencia consiguiendo un comportamiento similar con el dispositivo real medido. Los resultados obtenidos se utilizaron para la construcción de un modelo numérico de un colector solar del tipo progresivo con tubos de calor acoplado a una placa absorbedora, presentando los resultados de la simulación para un año tipo meteorológico para la zona de Río Cuarto.

This work presents the modeling and experimental validation of a gravity-assisted heat pipe coupled to an insulated tank for the storage in water of thermal energy. The heat pipe thermal performance was measured during the heating and cooling periods by means of thermocouples coupled to the insulated tank, in different parts of the heat pipe evaporator and in the ambient where the test bench was situated. For the construction of the physical-mathematical model of the heat pipe, correlations of heat transfer from the reference bibliography were used, finding a similar behavior to the real system measured. Then, the obtained results were used to construct a numerical model for a progressive solar collector coupled to an absorber plate, and the simulation results for a typical meteorological year for the Río Cuarto region were presented.