CONSTRUCCIÓN Y ENSAYO ESTACIONAL DE UN COLECTOR SOLAR DE AIRE EN FLUJO FORZADO, CON MATRIZ DE METAL DESPLEGADO Y ORIENTACIÓN FIJA

Resumo

Se presenta el diseño, construcción y ensayos estacionales de un calentador solar de aire con absorbedor de matriz porosa. Las dimensiones del prototipo son 0,94 m de ancho, 2,4 m de largo y 0,1 m de alto, construido en chapa galvanizada, con cubierta en policarbonato alveolar, y absorbedor poroso formado por mallas de material desplegado liviano. Se realizaron ensayos estacionales, para determinar la caracterización in-situ a largo plazo, siguiendo los lineamientos de la norma ASHRAE 93-1986. Para ello, se conectó el colector solar en circuito cerrado con una losa radiante y una resistencia eléctrica de 2000 W. La inclinación del colector se mantuvo fija a 33º respecto de la horizontal. Los ensayos se llevaron a cabo en un lapso de 100 días no consecutivos, desde Septiembre de 2011 a Marzo de 2012, midiéndose valores de temperatura ambiente, velocidad de viento, radiación solar global sobre plano de colector, temperatura de flujo en la entrada y salida del colector y velocidad de flujo de aire. Los resultados obtenidos muestran flujo de aire entre 0,061 kg/s y 0,068 kg/s, con incrementos de temperatura de flujo entre la salida y la entrada del colector entre 11,6°C y 22,1°C, con desvíos estándar menores a 0,32°C, y eficiencias instantáneas en el rango de 0,57 a 0,65, con desviaciones estándar menores a 0,012, y parámetros característicos: nR )(F τα ≈ 0,73, 0b ≈ – 0,221 y LRUF ≈ 9,94 W/m2°C. Un análisis del error en las predicciones de calor útil indica que la ecuación lineal característica de colector plano representa de forma satisfactoria el comportamiento del colector ensayado en días claros y en días parcialmente nublados.