Modelo termo hidráulico solar para colectores solares de convección natural

Abstract

We present the development of a thermal-hydraulic-solar model (MTHS) for design and numerical simulation of solar thermal collectors. The MTHS is a powerful tool that, not only simulates the above, but also allows to extrapolate collector behavior for different weather patterns for any day of the year, at any latitude of the country, thus allowing maximize the efficiency of the collector in each particular case. The model takes into account in its equations the characteristic parameters of a collector, such as: optical efficiency and the overall heat loss coefficient, what defined efficiency collector. The model also includes the geometrical parameters of a collector, such as length and diameter of the absorber (values that determine the pressure drop of hydrodynamic circuit), it also uses the positioning data such as azimuth angle of the absorber, and the height of tank (values of which depends heavily the buoyant force needed to establish the natural convection in the collector).

Se presenta el desarrollo de un modelo termo-hidráulico solar (MTHS) para el diseño y simulación numérica de colectores solares térmicos. El MTHS es una poderosa herramienta que permite simular el comportamiento de un colector en diferentes patrones para cualquier día del año, en cualquier latitud del país, permitiendo maximizar el rendimiento en cada caso particular. El modelo tiene en cuenta en sus ecuaciones los parámetros característicos de un colector: la eficiencia óptica y el coeficiente de pérdida global de calor, ambos definen la eficiencia del mismo. Además contempla sus parámetros geométricos constructivos, como ser longitud y diámetro del absorbedor (valores que determinan la pérdida de carga hidrodinámica del sistema), y área de colección; además de las variables de ubicación como el ángulo de elevación acimutal del absorbedor, y la altura o desnivel del tanque (valor del cual depende fuertemente la fuerza boyante que origina la convección natural en el colector).