UN NUEVO COLECTOR SOLAR ACUMULADOR

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1 ASADES Energías Renovables y Medio Ambiente Vol. 10, pp , 2002 Impreso en la Argentina. ISSN X UN NUEVO COLECTOR SOLAR ACUMULADOR Amílcar Fasulo, Jorge Follari y Jorge Barral Laboratorio de Energía Solar, Universidad Nacional de San Luis Chacabuco y Pedernera 5700 San Luis Fax afasulo@unsl.edu.ar Universidad Nacional de Río Cuarto - Ruta 36 Km Río Cuarto - Córdoba RESUMEN - Presentamos un nuevo dispositivo para el calentamiento solar de agua para uso domestico, que contiene en un solo cuerpo el colector solar y el acumulador de agua caliente. El mismo consiste de un tanque metálico recubierto con material altamente absorbente de la radiación solar. El tanque está térmicamente protegido del medio ambiente mediante una o varias envolturas semitransparentes a la radiación solar. Mostramos las diversas experiencias efectuadas en los últimos años destinadas a evaluar su capacidad para satisfacer determinadas demandas de agua caliente. En todos los casos las experiencias se llevaron a cabo en paralelo, para comparación, con un calefón solar comercial actual. Estas se efectuaron bajo diferentes condiciones climáticas, tamaños del dispositivo y cantidad de agua extraída. Las sucesivas mejoras introducidas, tanto en cantidad como calidad de los materiales empleados, resultaron en una mejora de su eficiencia, así como un mayor conocimiento de la forma en que adquiere y pierde energía térmica. Los resultados son presentados mediante gráficas, figuras y tablas. Estos permiten concluir que el dispositivo posee capacidad para sustituir a los calefones solares comerciales durante no menos de seis meses del año, el resto del año puesto en serie con un calentador operado con energía convencional, permite reducir el consumo de esta. 1.INTRODUCCIÓN Un Colector Solar Acumulador (CSA) es un componente habitualmente utilizado para instalaciones de provisión de agua caliente residencial, realiza la acumulación de la energía a través de la misma agua que se consume y en el mismo lugar de captación de la energía solar por la superficie absorbedora del colector. Los CSA se conectan directamente en serie a la línea de provisión de agua y actúan como precalentadores del sistema de provisión de agua caliente, respondiendo directamente a la demanda de los consumidores, sin necesidad de bombas de impulsión ni controladores (ASHRAE, 1995). Además, dada su gran masa térmica, estas unidades son muy resistentes al congelamiento (Goetzbeger y Rommel, 1987) y no debe preverse ningún dispositivo adicional para su protección nocturna. Esta simplicidad de funcionamiento y montaje, así como su resistencia al congelamiento, han hecho que este tipo de colectores estén siendo día a día más utilizados, desplazando en muchos casos al tradicional sistema de colector plano, ya que este último, requiere una alta inversión inicial debido a su mayor complejidad tecnológica. (Barral y Wood, 1997) Existen varios modelos de CSA, consistentes en general en tanques, o en tubos conectados en serie dentro de una caja aislada cubierta por una o varias superficies transparentes, pudiendo o no disponerse alguna superficie reflectante, dependiendo del diseño. La superficie exterior de los tanques o tubos, pintada de negro o con una superficie selectiva, absorbe la energía solar y el agua que se encuentra dentro de ellos, sacando provecho de su alta capacidad térmica, almacena la energía absorbida. Por el último tanque o tubo sale el agua que demanda el usuario, que es la que está más caliente por haber permanecido más tiempo dentro de la unidad, agua que es reemplazada automáticamente en el otro extremo (la entrada al colector) por agua fría proveniente de la red de suministro (Barral, 1997). Desde 1997, se está ensayando un nuevo tipo de CSA en el Laboratorio de Energía Solar de la ciudad de San Luis (Fasulo et al., 1997), el cual tiene la particularidad de consistir en un solo tanque, que no está contenido en una caja aislada, oficiando de aislante térmico el mismo sistema de cubierta que deja pasar los rayos solares. Aunque existen muchos modelos de CSA basados en un solo tanque (Reif, 1983) no se han encontrado antecedentes bibliográficos de modelos similares al descripto en este trabajo. El sistema total consiste en un tanque cilíndrico de acero inoxidable, colocado sobre el techo en forma vertical (ver Fig. 1), en el cual el agua caliente que se demanda sale por la parte superior y es reemplazada por agua fría que entra al tanque por el fondo en su eje central, proveniente de un tanque de almacenamiento. El sistema de cubierta está compuesto por una, dos o tres superficies de policarbonato alveolar, material que ha probado reunir muy buenas características para aplicaciones solares, y en particular presentando como ventajas ante el vidrio su alta resistencia al impacto y su bajo peso específico (Lenel y Mudd, 1984). Estos modelos de CSA han sido ensayados durante algunos años, utilizando distintas variantes en lo que respecta a volumen del tanque, cantidad de cubiertas de policarbonato y distintas configuraciones (Fasulo et al., 1998). El estudio ha sido básicamente experimental, a partir del análisis de la energía absorbida por el colector y la capacidad de provisión de agua caliente. A tal fin se montó un sistema de varias termocuplas en distintos lugares del sistema y se realizaron mediciones sistemáticas en función a extracciones de agua programadas durante distintas horas del día. Los colectores solares de placa plana, dada la pequeña cantidad de agua que contienen, presentan la posibilidad de considerar su funcionamiento como el de estado estacionario. 43

2 Entonces es posible determinar su comportamiento térmico a partir de ensayos de corta duración (Duffie y Beckman, 1991), esto no es posible con los CSA por su gran masa térmica y es necesario prever ensayos de larga duración para precisar el comportamiento de los mismos en las condiciones climáticas a que estén sometidos (Faiman, 1984). Bajo esta hipótesis de trabajo, las experiencias sobre estas unidades se extendieron durante varios meses. Dado que uno de los principales problemas de los CSA es su elevada pérdida energética, debido a la exposición del elemento de almacenamiento al medio ambiente (Tripanagonstopoulos y Yianoulis, 1992) se ha realizado un estudio de dichas pérdidas (Fasulo et al., 2000) para poder identificar los puntos críticos del sistema y hacia donde deberían apuntarse las mejoras para la conservación de la energía. En este trabajo se detallan las experiencias llevadas a cabo entre los años 1997 a 2000, se describe la metodología utilizada y se presentan resultados en tablas y gráficos, remarcando los aspectos vinculados a la temperatura del agua caliente obtenida, eficiencias, y pérdidas térmicas nocturnas, para los distintos sistemas ensayados. Se observa que el funcionamiento es satisfactorio, lográndose buenos resultados, comparables a los de los calefones convencionales, durante unos seis meses centrados en el verano. Para el resto del año, puesto en serie con un calefón convencional, se encuentra que permite bajar el consumo de la energía convencional empleada, al elevar la temperatura del agua fría de entrada. 2. EL COLECTOR El Colector Solar Acumulador propuesto, CSA, consiste de un tanque de acero inoxidable de sección circular, cerrado mediante dos tapas del mismo material. Su superficie exterior está cubierta con pintura negro mate. Posee dos orificios, ubicados en las tapas, por los que se conecta con el sistema de provisión de agua caliente domiciliario. El CSA se instalará en un lugar que reciba la mayor cantidad de radiación solar durante todos los días del año. En la figura 1 podemos ver un esquema del CSA. Podemos ver que el dispositivo opera bajo la presión del agua contenida en el tanque de reserva domiciliario. El agua contenida en el CSA circula hacia el usuario cuando este abre una canilla de agua caliente. El tanque en su interior a unos pocos centímetros de la entrada de agua y enfrentando a esta lleva una placa paralela a la tapa inferior, cuya finalidad es evitar que el ingreso de agua fría destruya la estratificación térmica del agua contenida. El tanque se asienta sobre una base de material aislante. Esta misma base sirve de soporte para la cubierta semitrasparente a la radiación solar (policarbonato alveolar) que rodea completamente al tanque por su lateral y tapa superior, protegiéndolo térmicamente del medio ambiente 3. EXPERIENCIAS Las experiencias fueron llevadas a cabo en verano e invierno, procurando cubrir así todas las variaciones climáticas que se presentan en el medio ambiente durante el año. Dentro de este periodo se efectúan no menos de tres series. Cada serie consta de unos 15 días consecutivos de experiencias, los que extendemos a más en caso de ser necesario, para contener en ella días completamente despejados, seminublados y completamente nublados. Cada día se efectúan tres extracción de agua caliente: Una por la mañana antes que salga del sol, otra a medio día y la última por la tarde, luego de la puesta del sol. Inmediatamente antes y después de cada extracción de agua medimos las temperaturas en el interior del tanque de acumulación, Tanque acero CSA inox. Fig. 1: Corte transversal del CSA instalado en la red de provisión de agua domiciliaria. mediante termocuplas instaladas a lo largo del eje de simetría del tanque. Con estos datos calcularemos la eficiencia interna diurna y las pérdidas térmicas nocturnas. En paralelo se instalan y operan con el mismo régimen de extracción de agua, para comparación, Calentadores Solares de agua para uso Domestico comerciales, CS. El Laboratorio de Energía Solar de la U.N.S.L. provee los datos de radiación solar global horizontal, global vertical y global en un plano inclinado 45 al norte, integrados hora a hora, que son necesarios para calcular las eficiencias del CSA y del CS. Estos son generados a partir de lecturas automáticas continuas de la radiación solar global horizontal y normal directa. 4. EL PRIMER CSA Tanque de reserva Cubierta de policarbonato Al usuario El primer CSA experimentado consistió en un tanque de 384 litros de capacidad, construido con acero inoxidable, cubierto con pintura negro mate y protegido térmicamente del medio ambiente con una cubierta de policarbonato alveolar de 4 mm de espesor, CSA-T384. La cubierta de policarbonato se mantiene a una distancia de unos 8 cm de la superficie del tanque. Está sujeta en su contorno inferior por una base de madera aglomerada (que sostiene el tanque) y por la parte superior por la tapa, construida con el mismo material, que se mantiene centrada y fija por el tubo de salida del agua caliente del tanque. Ambas superficies de 44

3 policarbonato se mantienen unidas y selladas mediante ataduras y pegamentos. Las experiencias se desarrollaron entre febrero y junio de 1997 y consta de tres series. En la primera comparamos el CSA-T384 con un CS comercial de bajo costo, constituido por un Colector Plano de 2 m 2 de superficie, con placa absorbedora de acero inoxidable, cubierta con pintura negro mate y con su parte frontal protegida del medio ambiente con una placa de policarbonato alveolar de 4 mm de espesor. Se usó un tanque de acumulación de 100 litros de capacidad de fibrocemento, con flotante para el control del nivel, 10 cm de aislaciones de poliestireno expandido granular y cubierta externa de chapa galvanizada, que denominaremos: CS-T100. A partir de la segunda serie se agregó un CS comercial de mayor calidad, esta mayor calidad se refiere al tanque de acumulación, usándose un tanque de acero inoxidable de 270 litros de capacidad, que opera bajo la presión del tanque con agua de reserva domiciliaria, con aislaciones y cubierta externa similar al anterior, que denominaremos CS-T270. En la figura 3 podemos apreciar las características de los resultados que se obtienen. Vemos que para la primera serie (Días Julianos 55 a 74) con una radiación solar global horizontal, H, entre 25 y 30 Mj/m 2 y con una temperatura del agua fría entre 20 y 25 C, ambos dispositivos, el CSA- T384 y el CS-T100, presentan casi todos los valores (agua caliente extraida) por encima de los 40 C. Para la segunda serie (Días Julianos entre 103 y 121), con H debajo de 20 Mj/m 2 y una temperatura del agua fría próxima a 20 C, el CSA-T384 presenta casi todos sus valores por debajo de 40 C, mientras los otros dos CS se mantienen por encima de los 40 C, con unos pocos puntos por debajo T ( C) Agua Fría H ( CSA MJ) CS-T100 CS-T270 H 40 C Días Julianos Fig. 3: Datos directos medidos en la primera experiencia para determinar las propiedades comparativas del CSA-T384 con dos CS: Radiación solar global horizontal, H. Temperatura del agua fría, Temperatura del agua caliente extraída de cada dispositivo y temperatura de referencia, de 40 C. Para la tercera serie (Días Julianos 154 a 171), con H, por debajo de 13 Mj/m 2 y una temperatura del agua fría por debajo de 15 C, los tres dispositivos producen agua caliente por debajo de 40 C y solo el CS-T270 dá unos datos por encima de 40 C. En la Tabla 1 mostramos, en valores medios para cada serie los siguientes valores: temperatura media del aire, <T aire >; radiación solar total media diaria que llega a cada uno de los dispositivos, < S i I i >. temperatura media del agua caliente extraída, <T sal >. eficiencia media, extraída, <η sal,ii >; cantidad de calor ganado por el agua en los tanques durante las horas con sol, <Q int,i >; la eficiencia de estos durante las horas con sol, <η int, i >; las pérdidas térmicas nocturnas, <L i > y las eficiencias netas internas (sin las extracciones) para las 24 horas, <η int-neta, i >. La figura 3 y la tabla 1 nos muestran que: 1) Ninguno de los tres dispositivos solares son autosuficientes para proveer agua caliente para uso doméstico por encima de 40 C durante todo el año. 2) El CSA es autosuficiente para producir agua caliente para uso domestico por encima de 40 C hasta el día Juliano 75 del año en que se efectuó la experiencia. Si tomamos en cuenta las características de la radiación solar para San Luis (Solares y Fasulo 1999) podemos extender esta conclusión para cinco o seis meses del año, es decir entre septiembre y marzo. 3)Todos los dispositivos experimentados, conectados en serie con un calentador convencional, aseguran la provisión de agua caliente para uso domestico durante todo el año con ahorro en el consumo de la energía convencional empleada por éste. 45

4 Tabla 1. Valores medios de cada una de las variables determinadas experimentalmente o calculadas para cada una de las tres series de experimentos efectuados con los tres dispositivos solares. Series Experimentales Días Julianos I 55 a 74 II 103 a III 154 a 171 Variables Sistema 121 < H > (MJ/m 2 ) <T aire > ( C) <ΓS i I i > (MJ) día 1. T , , <T sal.,i > ( C ) 1. T-100 <0 sal.,i > = <Q sal,i /ΓS i I i > 1. T-100 <Q int.,i > = cm i <)T int.,i > (MJ) 1. T-100 <0 int.,i > = <Q int,i /ΓS i I i > 1. T-100 <L i >= cm i <)T int.,i > (MJ) <0 int.-neta, i > = < Q int. neta, i Σ S i I i > 1. T T EL SEGUNDO CSA A partir de los buenos resultados obtenidos en la primera experiencia, se proyectó, construyó y comparó un CSA de mayor capacidad, 768 litros, recubierto ahora por tres capas de policarbonato alveolar, que denominaremos: CSA-T768. Se buscó de esta forma reducir el mayor defecto encontrado en el primer CSA-T384, esto es sus altas pérdidas térmicas nocturnas. En primera instancia se estimo que podríamos extraerle el doble de agua caliente con relación al primer dispositivo, esto es 300 litros por día. Luego de iniciada la primera serie, se vio que esta cantidad era excesiva y el dispositivo había perdido buena parte de sus ventajas que mostró con relación a los CS s, relacionada con la mayor masa de agua contenida en el tanque y que produce menores fluctuaciones en los valores de la temperatura del agua caliente extraída, con relación a los CS, cuando se suceden series de días soleados interrumpidos por días intermedios nublados o seminublados. Un análisis de la radiación solar que le llega al CSA-T768, en promedio a lo largo del año es del 66%, con respecto a los 4 m 2 de colectores solares planos, inclinados 45 al norte, que posee el CS-T270 con que se lo comparó. (Fasulo y otros, 2001) El CS-T270 comercial empleado para comparación, diseñado para la producción de 300 litros de agua caliente por día, está constituido por dos colectores planos de 2 m 2 cada uno y tanque de acumulación de acero inoxidable de 270 litros de capacidad protegido térmicamente por 12 cm de materiales opacos y una cubierta de chapa. En la figura 4 podemos ver una fotografía del dispositivo instalado con el CS-T270 con el que se lo comparó. El CSA-T768 posee 5 termocuplas instaladas en el interior del tanque, 4 sobre la superficie exterior del tanque y 9 sobre las caras interiores de las superficies de policarbonato, tanto sobre el sector cilíndrico como las porciones planas de las tapas. Estas nos permiten seguir la evolución de las temperaturas en el interior del dispositivo y determinar así las eficiencias internas diurnas, y las perdidas térmicas nocturnas. 6. EXPERIENCIAS Y RESULTADOS Se procede como en el caso anterior, a realizar tres extracciones diarias de agua. Las dos primeras series se dividieron en dos partes: En la primera (a) se extraen 300 litros de cada dispositivo. En la segunda (b) se extraen 210 litros del CSA-T768 y 300 del CS-T270. En la tercera y cuarta serie se siguió el criterio (b) solamente (es decir 46

5 extraemos 210 litros diarios del CSA-T768). De la tabla 2, que da valores medios de las principales variables, podemos ver : 1)Las condiciones medias ambientales resultaron levemente mejores, en ambas series I y II, para las partes (b) con respecto a las partes (a). 2) Con la reducción de la cantidad de agua se alcanza el objetivo buscado, esto es mayor temperatura del agua extraída, Tsal del CSA-T768, estas resultan un 10% mas altas, con condiciones ambientales un 3% en temperatura y un 2% en radiación mas altas para la parte (b) en la serie I. 3)En valores medios las temperaturas de agua caliente obtenida con el CS-T270 está por encima de los 40 C durante las tres primeras series. 4)El CSA-T768 produce agua caliente por encima de 40 C (valores medios) hasta el día Juliano 43. Sin embargo haciendo una interpolación lineal podemos deducir que esta deseada condición se mantiene hasta el día 75 para la modalidad (b). Con ello tenemos una conclusión similar que la obtenida con el CSA-T384, esto es: El CSA-T768 permite obtener unos 210 litros de agua caliente por día, en valores medios por encima de 40 C durante unos seis meses del año. Para el resto del año puesto en serie con un calentador accionado con energía convencional, permite ahorrar parte de esta energía al elevar el agua fría en unos 15 C, en promedio. 5)El mayor problema sigue siendo las altas pérdidas térmica nocturnas. Estas resultan entre 7 a 18 veces mas altas que las del CS- T270. 6) Eficiencia, medida a partir del agua caliente extraída: el CS-T270 presenta valores de la eficiencia suavemente crecientes hacia el periodo invernal, en concordancia con un mejor aprovechamiento de la radiación solar por los colectores planos inclinados 45 hacia el norte. El CSA- T768 presenta valores estables en torno del 30 % para todo el periodo. 7)La eficiencia interna, determinada a partir de las temperaturas medidas en el interior de los tanque de acumulación: el CS-T270 muestra valores suavemente decrecientes hacia el periodo invernal. En cambio para el CSA-T768 esta tendencia es creciente, por lo menos hasta la tercera experiencia. 7. LAS PÉRDIDAS TÉRMICAS DEL CSA El control de la evolución térmica del CSA-T768 se efectúa mediante la lectura de las termocuplas instaladas en su interior. Los resultados obtenidos, en las cuatro series, son mostrados en las tabla 2. Independientemente de estas experiencias, y durante los periodos en que no se efectúan extracciones de agua, determinamos, con la finalidad de estudiar las pérdidas térmicas nocturnas, las distribuciones de temperaturas en el interior del tanque, sobre éste y sobre los policarbonatos, después de la puesta del sol y antes de la salida de éste al día siguiente. Los días elegidos para estas experiencias son aquellos que se presentan dentro de una serie de días soleados, de manera que el agua contenida en el colector se encuentra próxima al estado de régimen permanente sin extracción. En la figura 5 representamos los valores de las temperaturas obtenidas a lo largo del eje de simetría del tanque con y respectivamente para los dos extremos del periodo de enfriamiento nocturno. Estos son: cinco puntos interiores del tanque (puestos en las proximidades de x=0), uno sobre la tapa del tanque metálico (en x=2), tres sobre las caras inferiores de las tapas de policarbonato (x=3 para la primera cubierta, x=4 para la segunda y x= 5 para la tercera) y uno para la temperatura ambiente (x=6). También para la cara interna de la cubierta de policarbonato cilíndrica, al nivel 2m, correspondiendo el mismo valor de x dado para indicar la posición de la cubierta y con los símbolos 0 para el inicio y para el final del periodo de enfriamiento. Como se puede apreciar en la figura 6, el agua contenida en el tanque permanece estratificada todo el tiempo. Esta característica se presenta para todas las determinaciones efectuadas, aún para aquellas en las que se efectúa extracción de agua. Si dividimos el tanque en cuatro sectores iguales y paralelos a la base, tenemos ubicadas termocuplas en los extremos de cada uno de éstos, de manera que por diferencias de temperaturas entre los extremos del periodo de tiempo que dura el enfriamiento podemos calcular las pérdidas térmicas nocturnas por sectores. Esto es lo que hacemos y graficamos en la figura 6, para las 50 determinaciones efectuadas entre enero de 1999 y enero del La curva de interpolación nos muestra que las pérdidas térmicas son menores en el centro del tanque y mayores en el extremo superior. Esto último es lo esperado, por cuanto las diferencias de temperatura entre los sectores del tanque y el medio ambiente, es mayor en el nodo superior. Esto también sucede porque los nodos extremos poseen mayor superficie expuesta al medio ambiente que los dos sectores intermedios. Por otra parte se debe tener en cuenta que este análisis no tiene en cuenta el flujo convectivo del agua en el tanque, que de existir, podría hacer crecer la relación de perdidas térmicas entre el nodo superior con respecto a los inferiores. T. ( C) Int. y Tapas; Tiempo =0 Cilindros; Tiempo =0 Int. y Tapas; Tiempo =12 hs Cilindros; Tiempo =12 h Posición relativa Fig. 5: Distribución de temperaturas en el interior, sobre la cubierta exterior del tanque y sobre las cubiertas interiores de los policarbonatos del CSA-T

6 PÉRDIDAS TÉRMICAS (MJ) Y =-5,72 + 3,05 X - 0,80 X SECTOR DEL TANQUE independiente. Es entonces una consecuencia de esta discusión deducir que en el futuro deberemos emplear un método que conduzca a resultados que permitan la comparación analítica de los CSA, tal como sucede con los colectores planos. 9.CONCLUSIONES Disponemos de un nuevo dispositivo, CSA, para calentar agua con energía solar, para uso domestico, sin colectores planos. Los CSA experimentados demostraron poseer capacidad para producir agua caliente por encima de 40 C durante unos seis meses del año, para las condiciones climáticas de San Luis. Durante el resto del año, conectados en serie con calentadores operados con energías convencionales producen un ahorro de esta al elevar la temperatura del agua fría de la red. Fig. 6: Pérdidas térmicas del CSA-T768 por sectores del tanque, para 50 determinaciones efectuadas a lo largo de un año. Ordenada=0.5 corresponde al sector que contiene la base del tanque y para 3.5 el sector superior que contiene la tapa del tanque 8.ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS Un hipotético usuario que necesita unos 200 litros de agua caliente por día y resuelve instalar un CSA, tendrá que decidir que sistema le resulta conveniente entre el CSA- T384 y el CSA-T768. Los resultados obtenidos nos dicen que ambos sistemas demostraron poseer capacidad para producir durante seis meses del año agua caliente en las cantidades requeridas por encima de los 40 C y que durante el resto del año producen ahorro en la energía convencional, con la que necesariamente se los deberá complementar, si se pretende contar con el servicio de agua caliente todos los días del año. Esta información le permite al usuario tomar una decisión? Claramente no es suficiente. Tomando en cuenta los materiales necesarios para construir cada dispositivo encontraremos que el CSA-T768 tiene un costo superior al doble del CSA-T384 de manera que en una primera evaluación parece resultar conveniente instalar dos CSA- T384 operando en paralelo. Sin embargo si se toma en cuenta el ahorro que produciría en el periodo invernal encontrará, comparando las tablas 1 con la 2, que el CSA-T784 eleva el agua fría en 12,5 C (Tsal = 27 C), mientras que el CSA-T384 la eleva en solo en 8 C (Tsal = 22 C), para similares condiciones ambientales del mes de junio. El balance, para junio, muestra que el CSA- T384 provee mas del 60% de lo que da el CSA-T784,. El criterio seguido para evaluar el comportamiento de los CSA da prioridad al punto de vista de determinar la capacidad de los dispositivos para producir una cantidad fija de agua caliente: 150, 210 o 300 litros por día. Las experiencias se diseñaron para obtener esta información. En consecuencia los resultados están asociados con las particulares variables ambientales imperantes en la región durante la experiencia. Esto no permite generar una función que relacione la eficiencia con las variables diferencia de temperatura colector - ambiente y radiación solar, que nos hubiera permitido comparar estos dispositivos en forma Por sus características constructivas son mas baratos que los calefones solares actualmente en uso. Tampoco tendrán los problemas de congelamiento nocturno, propio de los dispositivos que emplean colectores solares planos. El principal defecto que poseen yace en sus altas pérdidas térmicas nocturnas. El procedimiento seguido para efectuar las experiencias permite conocer las capacidades de los dispositivos experimentados para producir agua caliente ajustado a las condiciones ambientales medias de la región, así como la capacidad para producir ahorro de energía convencional, cuando se los usa como pre-calentadores. Para efectuar comparaciones se requiere, emplear en el futuro, procedimientos que permitan obtener relaciones analíticas, entre la eficiencia, las variables del dispositivo y las ambientales. REFERENCIAS ASHRAE Handbook (1995) HVAC Applications,SI Edition, pp American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, GA. Barral, J. R. (1997) Performance Analysis of Tubular Integral Collector Storage Units, MSc. Thesis, Arizona State University, Tempe. Barral J. y Wood B. (1997) Modelo computacional analítico para el estudio de colectores acumuladores integrados tubulares, Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente, 1, 1, Duffie J. A. y Beckman W. A. (1991) Solar Energy of Thermal Processes, 2a Edition, John Wiley, New York. Faiman D. (1984) Towards a standard method for determining the efficiency of integral collector storage solar water heaters. Solar Energy 33, 4, Fasulo, A., D.Perello y J.Follari (1997) Un Colector Solar Acumulador, Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente, 1, 1, Fasulo A., Perello D. and Follari J. (1998) Comparison against collector accumulator with semi-transparent insulation and conventional. En Proceedings of EuroSun 98, Vol. 2, part III, pp Fasulo Amílcar (2000) World renewable Energy Congress VI Vol. 4 pp Fasulo A., Follari J. and Barral J. (2001) Comparison Between A Simple Solar Collector Accumulator and A Conventional Accumulator. Solar Energy - en prensa., e 48

7 Goetzbeger A. y Rommel M. (1987) Prospects for integrated storage collector systems in Central Europe. Solar Energy 39, 2, Lenel U. R. y Mudd P. R. (1984) A review of materials for solar heating systems for domestic hot water. Solar Energy 32, 1, Reif D. K. (1983). Passive Solar Water Heaters How to Design and Build a Batch System, Brick House, Andover Tripanagonstopoulos Y and Yianoulis P. (1992) Integrated Collector - Storage Systems With Suppressed Thermal losses. Solar Energy 48, INTEGRATION OF A SOLAR COLLECTOR AND A WATER STORAGE ABSTRACT We present a new domestic solar water heating system containing in a single body the solar collector and the hot water storage. The tank is protected from ambient temperature using transparent surfaces. Several experiments have been perfomed to evaluate its capacity to satisfy the hot water demand. In all cases the system was compared with a comercial solar water heater. It is shown that it is possible to substitute completely the comercial solar heater six months in a year. 49