7880363
Description
Mind Map by Dayana Bastidas Medina, updated more than 1 year ago
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Created by Dayana Bastidas Medina
almost 8 years ago
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RENDIMIENTO TÉRMICO DE UN
CONJUNTO DE COLECTORES DE TUBOS
DE CALOR DE PLACAS PLANAS
- INTRODUCCION
- se caracteriza por su eficiencia
- cuando se utilizan muchos colectores en una planta, el
rendimiento de la serie de colectores depende mucho
de cómo los colectores están conectados entre sí
- Diseños de los colectores de tubos de calor:
- De placa plana
- De tubo evacuado
- De placa plana
- conjunto de colectores de tubos de calor de
placas planas
- ventajas
- minimiza la pérdida de calor del agua
caliente cuando la radiación incidente es
baja
- cuando se alcanza la temperatura de diseño
máximo del colector, corta su capacidad de
transferencia de calor
- minimiza la pérdida de calor del agua
caliente cuando la radiación incidente es
baja
- Desvantaja
- puede reducir la eficiencia de la recogida de energía
- puede reducir la eficiencia de la recogida de energía
- funcionamiento
- el agua de circulación se
calienta Indirectamente por el
fluido del tubo de calor que se
condensa en un
intercambiador de calor
- funciona como un diodo
térmico en el que el flujo del
calor es sólo en una
dirección
- el agua de circulación se
calienta Indirectamente por el
fluido del tubo de calor que se
condensa en un
intercambiador de calor
- ventajas
- se caracteriza por su eficiencia
- El modelo se valida mediante pruebas in situ
- ANALISIS TEORIICO
- Un unico panel de colector de tubo de calor
- serie de
tubos de
calor
conectados a
un colector
- cada
sección del
colector
que tiene
un único
tubo
- tienen el
mismo
coeficiente
de
pérdida
de
calor
- Fig. 2. Tubo de calor
individual conectado
al intercambiador de
calor.
- Fig. 2. Tubo de calor
individual conectado
al intercambiador de
calor.
- tienen el
mismo
coeficiente
de
pérdida
de
calor
- cada
sección del
colector
que tiene
un único
tubo
- La energía
recogida por
una sola
tubería de
calor, se
determina asi
- Suponiendo que no
hay pérdida de calor
entre el
intercambiador de
calor y el ambiente, la
cantidad de calor
transferida al agua en
el intercambiador de
calor
- La energía
ganada por el
agua por unidad
de longitud del
condensador de
la tubería de
calor a medida
que el agua fluye
sobre ella es dada
por:
- Resolviendo las ecuaciones anteriores,
la temperatura del agua, después de que
fluye sobre un único tubo de calor, es
- la temperatura del fluido
del tubo de calor se puede
expresar como sigue
- Donde
- Donde
- la temperatura del fluido
del tubo de calor se puede
expresar como sigue
- Resolviendo las ecuaciones anteriores,
la temperatura del agua, después de que
fluye sobre un único tubo de calor, es
- La energía
ganada por el
agua por unidad
de longitud del
condensador de
la tubería de
calor a medida
que el agua fluye
sobre ella es dada
por:
- Suponiendo que no
hay pérdida de calor
entre el
intercambiador de
calor y el ambiente, la
cantidad de calor
transferida al agua en
el intercambiador de
calor
- serie de
tubos de
calor
conectados a
un colector
- Colector con varios tubos de calor
- el agua fluye de un
condensador de tubo de
calor a otro
- La temperatura del
agua de salida del
primer tubo de
calor se convierte
en la temperatura
del agua de entrada
del segundo tubo si
se ignora la pérdida
de calor del tubo de
conexión entre
ellos
- Figura. 3. Conjunto de tubería
de calor conectado al
intercambiador de calor.
- Figura. 3. Conjunto de tubería
de calor conectado al
intercambiador de calor.
- La temperatura del
agua de salida del
primer tubo de
calor se convierte
en la temperatura
del agua de entrada
del segundo tubo si
se ignora la pérdida
de calor del tubo de
conexión entre
ellos
- Para un colector de tubo
de calor de placa plana
que tiene n número de
tubos de calor
- la temperatura de salida del
agua de circulación es
- donde
- La eficiencia del colector
cuando se define con respecto
al área de colector bruta es la
siguiente:
- La eficiencia de un panel
colector de tubo de calor
de placa plana se
convierte entonces en
- A partir del análisis anterior, la eficiencia y
la temperatura del agua de salida de un
panel colector pueden ser determinadas
siempre que se conozcan las variables de
diseño del sistema
- A partir del análisis anterior, la eficiencia y
la temperatura del agua de salida de un
panel colector pueden ser determinadas
siempre que se conozcan las variables de
diseño del sistema
- La eficiencia de un panel
colector de tubo de calor
de placa plana se
convierte entonces en
- La eficiencia del colector
cuando se define con respecto
al área de colector bruta es la
siguiente:
- donde
- la temperatura de salida del
agua de circulación es
- el agua fluye de un
condensador de tubo de
calor a otro
- Un unico panel de colector de tubo de calor
- se puede determinar la temperatura del agua de
salida de N número del colectores solares
conectados en serie, con cada panel del colector
que tiene n número de tubos de calor
reescribiendo la eqn (8) como sigue:
- En el caso de dos colectores en serie
- la eficiencia del primer colector es
- la eficiencia del segundo colector es
- Mediante la combinación de las
ecuaciones (18) y (19), puede
demostrarse que las eficiencias n2 y
n1 están relacionadas por
- La eficacia combinada de las dos
series en serie se da simplemente por
el promedio aritmético de la
eficiencia de cada colector, es decir,
- Y puede simplificarse a una expresión que contiene los
parámetros relevantes del único colector, es decir,
- Para el factor de eliminación de calor de N
flujo plano idéntico a través de paneles
colectores colocados en serie:
- Para el factor de eliminación de calor de N
flujo plano idéntico a través de paneles
colectores colocados en serie:
- Y puede simplificarse a una expresión que contiene los
parámetros relevantes del único colector, es decir,
- La eficacia combinada de las dos
series en serie se da simplemente por
el promedio aritmético de la
eficiencia de cada colector, es decir,
- Mediante la combinación de las
ecuaciones (18) y (19), puede
demostrarse que las eficiencias n2 y
n1 están relacionadas por
- la eficiencia del primer colector es
- En el caso de dos colectores en serie
- DISCUSION
- En la norma ASHRAE 93-1986 15,
hay una sección que recomienda
que el rendimiento de los
colectores de tubos de calor se
presenten mediante la siguiente
ecuación
- Donde c, d, e, y f
son coeficientes
que se obtienen de
un ensayo
- utilizando los dos primeros
términos de la ecuación, es
suficiente para describir el
comportamiento térmico de los
colectores de tubería de calor de
placa plana
- los resultados muestra que el efecto de
las pérdidas de calor por radiación de
los colectores es probablemente
insignificante a este intervalo de
temperaturas
- Figura 5.
Temperatura
de salida de los
colectores de
tubo de calor.
- La variación de la temperatura del
agua de salida con respecto a la
temperatura del agua de entrada se
puede determinar a partir de la
información
- Figura 5.
Temperatura
de salida de los
colectores de
tubo de calor.
- los resultados muestra que el efecto de
las pérdidas de calor por radiación de
los colectores es probablemente
insignificante a este intervalo de
temperaturas
- Donde c, d, e, y f
son coeficientes
que se obtienen de
un ensayo
- En la norma ASHRAE 93-1986 15,
hay una sección que recomienda
que el rendimiento de los
colectores de tubos de calor se
presenten mediante la siguiente
ecuación
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