Calentador solar híbrido de aire-agua: ensayo experimental y simulación

Abstract

En zonas donde las temperaturas son bajas, el problema más común asociado con los calentadores solares de agua es la posibilidad de daños debidos a la congelación del agua. Se propone un calentador solar de aire convencional en combinación con un intercambiador calor aire – agua, en donde el aire caliente del colector cede su calor al agua fría que esta en el sistema de intercambio, perfectamente aislado y fuera de la posibilidad de congelamiento. Este intercambiador esta a su vez conectado con un tanque de almacenamiento. La trasferencias de calor, aire – agua y la circulación del agua del intercambiador al tanque, se realizan por convección natural. La relación entre el área de colección y volumen de los tanques de almacenamiento, es el adecuado. Se analizan los resultados experimentales referidos a las distintas condiciones de funcionamiento del calentador, mostrándose las diferentes temperaturas del mismo, sin extracciones. La simulación numérica con SIMUSOL permite obtener información para optimizar las relaciones entre las tres componentes del sistema.

In areas where temperatures are low, the most common problem associated with solar water heaters is the possibility of damage due to water freezing. A conventional solar air heater is proposed in combination with a air - water heat exchanger, where the hot air of the collector gives heat to the cold water that is in the fully isolated exchange system, far from the possibility of freezing. This exchanger is in turn connected to a storage tank. The heat transfer, air – water, and the water circulation from the intercooler to the tank, is achieved by natural convection. The relationship between the collection area and volume of storage vessels is adequate. The experimental results related to several operating conditions of the heater are analyzed, and the different temperatures, without extractions, are shown. The numerical simulation with SIMUSOL makes it possible to obtain information for the optimization of the relationship between the three components of the system.