DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EMPLAZAMIENTO Y MONITOREO DE UN SISTEMA SOLAR PARA CALENTAMIENTO DE AGUA PARA PISCINA

Transcripción

1 DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EMPLAZAMIENTO Y MONITOREO DE UN SISTEMA SOLAR PARA CALENTAMIENTO DE AGUA PARA PISCINA ING. JOHN CALLE, MSc. DAVID EDUARDO RUIZ GUARTATANGA JHON HENDRY VILLACIS VASQUEZ GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA

2 Análisis de emanación de CO2 provocada por el uso de GLP en el calentamiento de agua de piscina. Despejar la masa molecular. C:3 H:4 O:5

3 Masas moleculares= # másico*cantidad de moléculas 44gr de (C 3 H 8 ) corresponden a 132gr de (CO 2 ) 1 tanque de GLP 42,9 Kg de CO 2 Suposiciones: Si utilizan simultáneamente 351 casas 67% 235 casas usan 3 horas 33% 116 casas usan 1,5 horas

4 Promedio de consumo del calefón es de 2,1 Kg/h de GLP : 1845kg/GLP 5537,7CO2 semanales

5 Diagnóstico de los sistemas utilizados para el calentamiento de agua para piscinas. GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA Se utilizan sistemas (GLP) Existe contaminación. No hay necesidad de remplazar si se mantiene el subsidio de GLP. Los sistemas solares son una alternativa pero loa usuarios no confían en la misma.

6 ESTUDIO DEL ESTADO DEL ARTE DE SISTEMAS DE CALENTAMIENTO SOLAR PARA PISCINA

7 2.1 CLASIFICACIÓN GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA Por el sistema de transferencia de calor Por el sistema de circulación en el sistema primario Por el sistema de expansión Por el sistema de captación, sin concentración de calor Por la conexión de los captadores Directo Combinado Circulación forzada Sistema abierto Colectores de polipropileno En paralelo Directo Independiente Por termosifón Sistema cerrado Colectores de placa plana En serie Indirecto independiente Colectores de tubos al vacío Mixtos

8 Diseño y Construcción de un Sistema Solar para obtener agua caliente para piscina. Consideraciones a tener presentes La Radiación Solar. El captador solar El Sistema.

9 Diseño y Construcción de los Prototipos En base al análisis del estado del arte. Adaptación a la necesidad, lugar y elementos comerciales. Modificaciones geométricas en su disposición de construcción Inclusión de materiales

10 Selección del material de la tubería. Mayor accesibilidad, resistencia química, accesorios. Polietileno Transparente c/s refuerzo de nylon PVC Lasco. Tubería negra de polipropileno. Experimento. Exposición a la radiación solar Periodo de 30 min

11 Q abs = ρ V Cp ts te GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA

12 Selección de la disposición geométrica. Red única en serie En espiral Dificultad constructiva Serpentín Menor longitud de tubería Evitan sombras

13 Disposición en forma de parrilla con material reflectivo Absorbedor en forma serpentín Menor longitud Evitan sombras (separación) Espacio para material reflectante Una placa recta no redirecciona la radiación solar por la parte posterior GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA

14 Disposición en forma de parrilla con material reflectivo en la parte inferior en forma cóncava GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA Mejora la disposición anterior. La forma cóncava redirección los rayos solares

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16 Diseño del sistema de calentamiento de agua para piscina: Datos de radiación solar W/m2

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18 Datos técnicos del colector solar Presión atmosférica de la localidad= 0,909 atm

19 ANÁLISIS TERMODINÁMICO DEL COMPORTAMIENTO DE ABSORCIÓN GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA Depende: Radiación solar incidente De las propiedades físicas de los materiales del colector (tanto para absorber como para perder calor)

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21 Pérdidas de calor del colector solar. GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA

22 Pérdida de calor por convección en el colector. (q perdconv) Esta en función de la proporción dimensional (longitud de tubo/distancia del tubo al vidrio) (H/L) y el ángulo de inclinación

23 PERDIDAS DE CALOR POR RADIACION Se genere desde el tubo hacia el vidrio Influye la temperatura y la emisividad del tubo Entre las dos placas existe un colchón de aire y de la misma manera se considera un recinto cerrado

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25 BALANCE ENERGETICO DE LA PISCINA Esta comprendido por:

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27 Análisis del sistema de calentamiento de agua para piscina. Demanda energética piscina Capacidad de absorción de cada colector Conexión en paralelo

28 EMPLAZAMIENTO Y MONITOREO DEL SISTEMA DE CALENTAMIENTO DE AGUA PARA PISCINA EMPLAZAMIENTO: Estructura metálica Resistencia Mecánica GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA Sistema Hidráulico Eficiencia de la Bomba. Red de tuberías

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32 COSTOS DE INVERSIÓN INICIAL, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA

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34 GRACIAS POR SU ATENCIÓN GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA