Análisis de la influencia del ángulo de inclinación del colectro/evaporador en el rendimiento de una bomba de calor de expansión directa asistida por energía solar
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http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/18545| Título : | Análisis de la influencia del ángulo de inclinación del colectro/evaporador en el rendimiento de una bomba de calor de expansión directa asistida por energía solar |
| Autor : | Duque Jácome, Jorge Mauricio Ríos Tobar, Juan Carlos |
| Director de Tesis: | Quitiaquez Sarzosa, William Giovanny |
| Resumen traducido: | This research work experimentally analyzed a direct-expansion heat pump assisted by solar energy to determine performance by operating data. Chapter I presents the theory concerning these systems, as well as the environmental impact that can be mitigated by implementing this system. A renewable energy source is solar energy that is converted to photovoltaic and thermal energy, the latter being the object of study. Variable solar radiation based on geographic location, time of day and season of the year. A solar collector absorbs this radiation and transfers this heat to a fluid to increase the temperature. For the case studied, the flat plate solar collector evaporates the refrigerant directly, so it is necessary to determine its characteristics. This solar collector is of flat plate type without copper cover with linear flow pipe, which can vary its inclination. Chapter II contains the equations necessary to solve the system by analyzing a cooling cycle. In addition, mathematical equations of solar energy are included to determine the incident radiation on an inclined surface and obtain the values of heat absorbed and transferred in the heat exchangers. Based on the experimental tests performed, Chapter III presents the analysis of results for angles of inclination between 30 and 50 ° 5 ° for each test. The water reached 45 ° C and the test that took the shortest time to reach this temperature was 35 ° in 40 minutes and on average the test time was 45 minutes. The climatic parameters include directly in the increase of the temperature of the water, a greater incident of radiation, the temperature of the water is superior and the heating time is reduced. The inclination of 40 ° was the most efficient and of the highest performance to the absorber, the lowest radiation, obtaining water at 45.3 ° C at an average incident radiation of 396.2 W / m2, a value 20.19% lower than that present in the test at 35 ° . The maximum efficiency reached at 40 ° was 53.19%, generating the highest values compared to the other inclination configurations. The highest COP at 40 ° was 9.76 at a maximum incident radiation of 507.18 W / m2. After the 45 minutes that the warm-up time took, under this test, the COP decreased to 6.37. |
| Resumen : | Este trabajo de investigación analizó experimentalmente una bomba de calor de expansión directa asistida por energía solar para determinar el rendimiento mediante datos de operación. El Capítulo I presenta la teoría concerniente a estos sistemas, así como el impacto ambiental que puede ser mitigado al implementar este sistema. Una fuente de energía renovable es la energía solar que es convertida a energía fotovoltaica y térmica, siendo esta última el objeto de estudio. La radiación solar varía en función a la ubicación geográfica, hora del día y estación del año. Un colector solar absorbe esta radiación y transfiere este calor hacia un fluido para incrementar la temperatura. Para el caso estudiado, el colector solar de placa plana evapora el refrigerante directamente, por lo que fue necesario determinar las características de éste. Este colector solar es de tipo placa plana sin cubierta de cobre con tubería de flujo lineal, que puede variar su inclinación. El Capítulo II contiene las ecuaciones necesarias para solventar el sistema mediante el análisis de un ciclo de refrigeración. Adicionalmente, se utilizó ecuaciones matemáticas de energía solar para determinar la radiación incidente sobre una superficie inclinada y obtener los valores de calor absorbido y cedido en los intercambiadores de calor. En función a las pruebas experimentales realizadas, el Capítulo III presenta el análisis de resultados para ángulos de inclinación entre 30 a 50 ° aumentando 5 ° para cada prueba. El agua necesitaba llegar a 45 °C y a prueba que tardó menor tiempo en alcanzar esta temperatura fue a 35 ° en 40 minutos y en promedio el tiempo de prueba fue 45 minutos. Los parámetros climáticos inciden directamente en el incremento de la temperatura del agua, a mayor radiación incidente, la temperatura del agua es superior y el tiempo de calentamiento se reduce. La inclinación de 40 ° fue la más eficiente y de mayor rendimiento al absorber la menor de radiación, obteniendo agua a 45.3 °C a una radiación incidente promedio de 396.2 W/m2, un valor 20.19 % inferior al presente en la prueba a 35 °. La eficiencia máxima alcanzada a 40 ° fue de 53.19 % generando los valores más altos ante las otras configuraciones de inclinación. El COP más alto a 40 ° fue de 9.76 a una radiación incidente máxima de 507.18 W/m2. Transcurridos los 45 minutos que tardó el tiempo de calentamiento, bajo esta prueba, el COP disminuyó hasta 6.37. |
| Palabras clave : | INGENIERÍA MECÁNICA ANÁLISIS FUNCIONAL ÁNGULOS DE CONTACTO COLECTORES (INGENIERÍA) BOMBAS DE CALOR DILATACIÓN TÉRMICA ENERGÍA SOLAR |
| Fecha de publicación : | mar-2020 |
| URI : | https://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/18545 |
| Idioma: | spa |
| Pertenece a las colecciones: | Grado |
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