Análisis numérico de sistemas compactos de calentamiento de agua con energía solar

Abstract

Actualmente el agua caliente es utilizada para realizar muchas actividades de la vida diaria, por lo que representa un consumo energético importante para las familias. El calentamiento de agua mediante energía solar, más allá de ser una alternativa ecológica, se ha convertido en una tecnología económicamente atractiva. El objetivo del presente trabajo de tesis es evaluar numéricamente el desempeño térmico de dos modelos de Sistema Compacto de Calentamiento de Agua con Energía Solar (SCCAES). Para dicho propósito se escogió los modeles de SCCAES OKSOL-150 y CPC. Dichos modelos fueron modelados y simulados numéricamente utilizando el software compatible con el método de elementos finitos de nombre ANSYS 15.0. Adicionalmente se realizó una evaluación experimental sobre el modelo SCCAES OKSOL 150. Los resultados obtenidos fueron muy similares a los entregados por el software de simulación. Finalmente se compararon los resultados de simulación de ambos modelos. Los resultados muestran que el SCCAES CPC es el modelo que tiene el mejor desempeño térmico. En primer lugar porque permite que la distribución de la temperatura al interior del tanque de almacenamiento de agua sea homogénea y en segundo lugar, porque permite alcanzar temperaturas superiores a las obtenidas con el SCCAES OKSOL150. En el caso del SCCAES CPC se alcanza una temperatura de 79⁰C mientras que en el caso del SCCAES OKSOL-150 se alcanza una temperatura de 58⁰C.