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Title: Análisis comparativo de la eficiencia de colectores solares témicos y colectores solares termodinámicos utilizados en bombas de calor asistidas por energía solar para la generación de agua caliente en el sector residencial
Authors: Otavalo Catucuamba, Tania Ivon
Olmedo Tuapanta, Luis Miguel
Advisor: Quitiaquez Sarzosa, William Giovanny
Keywords: MECÁNICA
COLECTORES SOLARES
CALEFACCIÓN SOLAR
ENERGÍA SOLAR
BOMBAS DE CALOR
Issue Date: Feb-2018
Abstract: En la presente investigación se realiza un análisis y evaluación de la eficiencia en dos tecnologías solares, como son colector solar térmico, también conocido como colector de placa plana con cubierta y colector solar termodinámico en una bomba de calor asistida por energía solar, para la aplicación solar térmica más común, la producción de agua caliente sanitaria, que en el año 2013, representó el 80% del mercado de energía solar térmica en el sector residencial, para lo cual se realizó ensayos con cada colector / evaporador con una duración de 30 minutos para cada proceso de calentamiento del agua y se analizan las influencias de las condiciones de operación (temperatura del aire, temperatura del agua, intensidad de la radiación solar, entre otros.) y se realiza una comparación bajo diversas condiciones operativas entre los dos sistemas donde se obtuvo diferentes datos experimentales por ejemplo el valor de la temperatura promedio en un día despejado es 23,53°C y con un valor de radiación máxima de 803.3 2 W m el agua alcanzó un temperatura de 58.9°C en el colector térmico en el día 1, mientras que para el colector termodinámico con una radiación máxima de 1074,0 2 W m el agua alcanzó una temperatura de 41,91°C, por consiguiente en un día lluvioso en el colector térmico con una radiación mínima de 33,04 2 W m , el agua obtuvo una valor de temperatura de 57,9°C y para el colector termodinámico con una radiación mínima de 42,8 2  m W , el agua alcanzó una temperatura de 34,8°C, de la misma manera con un valor promedio de radiación en el colector térmico y termodinámico se obtuvo los siguientes valores: radiación de 460,71 2  m W - 64,3°C de temperatura del agua, radiación de 466 2  m W - 31,3 °C de temperatura respectivamente. Otro factor importante en el desarrollo del proyecto es el calor útil, es decir el calor ganado en los colectores, para el colector térmico el valor máximo de calor útil es de 568.22 W, mientras que para el colector termodinámico es de 89.66 W en un día despejado, dichos factores y parámetros se analizan para obtener la eficiencia en cada colector y al observar determinar mediante los resultados cual es el mejor sistema que puede ser instalado en la bomba.
Description: This research project shows an in-depth analysis as well an evaluation of two solar collector technologies commonly used in heating systems. The studied technologies are flat-plate solar collectors and thermodynamic panels with solar- assisted heat pump. For the purpose of this project, both technologies were tested in their major application, sanitary water heating which represented near to 80% of thermal energy market for the residential sector in 2013. As a part of the tests done, each kind of solar collectors was heated around 30 minutes for every one pump’s cycles in order to gather some experimental data as environment temperature besides minimum and maximum solar irradiation. To illustrate, the average temperature measured during a clear day was 23° C meanwhile the maximum solar irradiation was 803.3 W/m2. Under these weather conditions, water reached a temperature of 58.9° C for the flat-plate collector. In the other hand, water reached 41.91° C for the thermodynamic collector, yet the maximum solar irradiation was 1074 W/m2 in this essay. Another important element evaluated in the tests is the useful heat that is the heat gained inside of the collectors. The results for this parameter were 568.22 W for the first kind of collectors and 89.66 W for the second one in a clear day. Finally, all the analyzed elements and parameters help to achieve the efficiency of every collector and determine the best system which can be installed with the heat pump.
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/15219
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