Modelización numérica de un colector solar calentador de aire con matriz porosa metálica

Abstract

En este trabajo se presenta un modelo numérico para la simulación del comportamiento termo-energético de colectores solares calentadores de aire de doble paso en contracorriente con matriz porosa en su canal inferior. Los algoritmos para la resolución del sistema de ecuaciones algebraicas fueron codificados en lenguaje Visual Basic V.4.0, generándose un software de entorno amigable. El modelo fue validado con datos medidos en un colector solar durante julio y agosto de 2015. El acuerdo entre valores medidos y simulados de la temperatura de salida del aire presentó un error relativo del 3 % mientras que el error en la estimación del calor útil alcanzó un valor máximo del 10 %. Se considera entonces que el modelo desarrollado predice con suficiente exactitud el comportamiento termo-energético de este tipo de colectores. El coeficiente F_R aumenta al disminuir la porosidad de la matriz, recomendándose emplear matrices compactas con porosidades del orden de 0,9.

In this paper, a numerical model to simulate the behavior of double pass - counter flow solar air collectors with porous matrix in the lower channel is presented. The algorithms for solving the system of algebraic equations were coded in Visual Basic V.4.0 language, producing a friendly software. The model was validated with data measured in a solar collector during July and August 2015. The agreement between measured and simulated values of output air temperature had a relative error of 3%, while the error in estimating the useful gain of heat reached a maximum of 10%. The authors considered that the model developed predicts with sufficiently accurately the thermal behavior of such solar collectors. The F_R coefficient increases with decreasing porosity of the matrix, recommending to use compact matrices with porosities of about 0.9.