Análisis teórico de un colector solar de aire

Abstract

El secado de productos agrícolas durante el verano o la calefacción de invernaderos durante el invierno son actividades óptimas para el uso de sistemas que empleen energía solar, especialmente colectores de aire, porque requieren de aumentos de temperaturas de pocos grados. A pesar de ello, su uso ha estado restringido por los elevados costos iniciales de las instalaciones convencionales. El presente trabajo describe un modelo numérico que incluye el análisis de la transferencia de calor entre las distintas partes constitutivas del colector, la determinación de temperaturas y la eficiencia del mismo.La resolución del mismo se realiza utilizando el programa SCEPTRE. El sistema fue simulado con las condiciones climáticas típicas de la zona para el período invernal y para validar el modelo teórico se comparó los resultados predichos para la temperatura del aire con los datos experimentales. La desviación promedio de la temperatura del aire a la salida del colector fue de 0,4 con un error relativo promedio de 1,6 para el ajuste. La simulación se utilizó para establecer pautas de diseño y de comportamiento. El modelo matemático demostró ser una herramienta útil para evaluar el rendimiento y optimización del colector de aire. Se describe, además, el diseño y construcción del colector utilizado en la simulación.

To dry agronomic products during the summer and to heat greenhouses during the winter are adequate activities to use solar energy, specially air collectors, because they require the increment of few degree of temperature. Even so, its use has been limited owing to the high initial costs. The present work describes the design and construction of a solar air collector to heat greenhouses during the winter with inexpensive materials. A numeric model, including the analysis of heat transfer for the collector, temperature and efficiency estimation is presented. The system was simulated under typical climatic conditions for winter period and the air temperature simulated was compared with experimental data to validate the model. The average deviation for out air temperature was 0.4 with an average relative error of 1.6. The simulation was used to establish design and behavior norms. Mathematical model showed to be a useful tool to evaluate solar air collectors.