Diseño, construcción y pruebas de eficiencia de un calentador solar de aire

Abstract

El presente trabajo aplica la metodología general de diseño para la construcción de un CSPP. éste está conectado con una cámara de deshidratado. El diseño consiste de dos marcos de aluminio de 1.66 x 0.988 m empalmados con bisagras. El marco superior se ensambla con un cristal templado y el marco inferior con una placa absorbedora de aluminio y una placa aislante de madera. El peso total del CSPP es de 34 kg y se soporta en una estructura de aluminio con un ángulo de inclinación de 17°. El CSPP y la cámara de secado se interconectan mediante un tubo flexible de aluminio. Por lo tanto, a partir del diseño propuesto, se estudia el efecto de seis tipos de recubrimientos que mejoren la captación energética de la placa absorbedora. Los recubrimientos analizados fueron; pintura negra mate y negra brillante [PM, PB], viruta de aluminio [VA], ceniza de madera [CM], carbón [CA] y carbón impregnado con cera [CC]. Las temperaturas más altas de calentamiento del aire se obtuvieron con los recubrimientos CA y CC debido a la baja emisividad de ambos. Por su parte, al comparar los tiempos de mantenimiento de éstas una vez que la energía ha dejado de ser suministrada, se identificó que la velocidad de liberación del calor es menor con el recubrimiento CC, ello como correspondencia a la propiedad de retención térmica de la cera. La eficiencia energética del CSPP se evalúa empleando un colector de placa plana [PP], un colector de placa perforada [PO] y un colector de placa perforada con desviadores [PC]. A cada una se le aplicó un recubrimiento de pintura negra y partículas de carbón. La eficiencia de los tres CSSP estudiados fue mayor al 40%. Las eficiencias con flujo másico de aire de 0.03 kg/s fueron de 68, 73 y 78% para PP, PC y PO. El mejor desempeño fue para elPO el cual tiene una mejor transferencia de calor entre el aire y la superficie absorbedora por tener la configuración de flujo transversal del aire.