LABORATORIO: TERMA SOLARContenido:I.OBJETIVOS2II.INTRODUCCION2III.FUNDAMENTO TERICO.2A.EL TANQUE DE ALMACENAMIENTO2B.EL PANEL3C.TUBERIAS.3IV.FUNCIONAMIENTO4V.COLECTORES DE PLACA PLANA4VI.EFICIENCIA DE UN COLECTOR DE PLACA PLANA4VII.METODOLOGIA DE EVALUACION DE COLECTORES DE TERMAS SOLAR5VIII.TERMAS SOLARES5IX.FRACCION SOLAR, GRADO DE UTILIZACION,EFICIENCIA, TECNICA DEL SISTEMA5X.FRACCION SOLAR (f)5XI.GRADO DE UTILIZACION ()5XII.EFICIENCIA TCNICA DEL SISTEMA ()5XIII.TABLAS UTILIZADAS7XIV.EQUIPOS Y MATERIALES7XV.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL7LUGAR DE EXPERIMENTACION7PROCEDIMIENTO8XVI.MEDIDAS DEL COLECTOR SOLAR8XVII.CONCLUSIONES EXPERIMENTALES.9

LABORATORIO: TERMA SOLAROBJETIVOS Determinar la eficiencia de la terma solar ( del sistema) Determinar el calor til Determinar la eficiencia del colector

INTRODUCCIONArequipa es un ad el as ciudades que recibe una de las mayores cantidades de radiacin solar que bordea los 1000w/m2. Durante casi todo el ao. Es por ello que el uso de las termas solares en esta ciudad se encuentra bastante difundido. En el mercado regional y nacional existen varios tipos de termas solares, las cuales se usan a nivel domstico e industrial.FUNDAMENTO TERICO.La terma o calentador solar es un dispositivo que sirve para calentar agua aprovechando la energa solar. Consta de las siguientes partes:A. EL TANQUE DE ALMACENAMIENTO.Almacena el agua caliente hasta su utilizacin y est aislado para conservar el calor.

Tanque del laboratorio.

B. EL PANEL.Constituido por la caja absorbente y la caja trmica. La placa absorbente es la unidad receptora de la radiacin solar que calienta el agua, y est formada por una plancha de hierro a la cual se adhiere una seria de tubos paralelos dentro de los cuales circula agua. La caja trmica lleva en su interior la placa absorbente con un colcho0n de aislamiento.

Panel solar del laboratorio

C. TUBERIAS.Se usan para la circulacin del agua entre el colector y el tanque durante las horas de sol, y de esta hacia la tubera de usoSistema tubera de la terma solar

FUNCIONAMIENTOEl agua fra ingresa por la parte inferior al colector y se calienta por el efecto de la radiacin solar a medida que asciende por la placa absorbente. El agua caliente, que sale del colector, ingresa al tanque por la parte superior, mientras por la parte inferior sale el agua ms fra hacia el colector, para circular continuamente durante las horas de sol.COLECTORES DE PLACA PLANAEstn compuestos de una superficie metlica negra y tubos en forma de rejillas, que expuestos a la radiacin solar, la absorbe y la transforma en calor, el cual de transfiere a los tubos de la rejilla, y finalmente al fluido calo portador, el cual en general es agua o un lquido anticongelante. Y se encuentra constituido por: Vidrio de una sola pieza Marco de larga duracin y rigido Placa absorbente Placa trasera en acero galvanizado Aislante interior Tuberas Arillo de hule que sellan al panel del exterior

EFICIENCIA DE UN COLECTOR DE PLACA PLANAPara evaluar los colectores es esencial conocer el grado con que la radiacin solar incidente es transformad e calor y transferida al fluido calo portador, es decir, la eficiencia del colector. Su definicin se obtiene del balance energtico en el colector.

METODOLOGIA DE EVALUACION DE COLECTORES DE TERMAS SOLARActualmente se conocen tres mtodos para obtener la curva de eficiencia de los colectores planos:1. Mtodo estacionario de la medicin de la eficiencia2. Mtodo estacionario de la medicin de * =Eficiencia ptica, y UL =Coeficiente Global de Perdidas de Calor.3. Mtodo Transitorio de la medicin de la Eficiencia

TERMAS SOLARESExisten gran variedad de sistemas termo solares, desde tanques colectores hasta colectores de tubo al vaco, estos sistemas sirven para calentar agua, se pueden clasificar en tres grupos principales: Sistemas con Circulacin Forzada Sistemas con Circulacin Natural o Termosifn Sistemas Integrados

FRACCION SOLAR, GRADO DE UTILIZACION,EFICIENCIA, TECNICA DEL SISTEMAEstos parmetros caracterizan el funcionamiento del sistema integral compuesto por el colector solar, conexiones y el tanque de almacenamiento, es decir de la terma solar en su conjunto, se determinan del balance energtico del sistema, que depende del nivel de consumo de agua caliente, el cual es determinado por la energa solar disponible, el nivel de temperatura de agua de consumo, y por el perfil o volumen de consumo, asimismo de la calidad del sistema, determinado por el rea del colector, volumen del tanque de almacenamiento, perdidas pticas y trmicas, inclinacin del colector, y finalmente de los parmetros meteorolgicos, caractersticas de cada lugar de estudio

FRACCION SOLAR (f)Es la razn entre la energa solar usada (QU) y la energa de la demanda energtica (QD), nos indica el porcentaje de la energa de demanda que se cubre con energa solar, esto es:

GRADO DE UTILIZACION ()Es la razn entre la energa solar usada (QU) y la energa solar incidente (ES), esto es

EFICIENCIA TCNICA DEL SISTEMA ()Es la razn entre la energa total acumulada () y la energa solar incidente (ES), esto es:

en el agua del tanque y el colector

Donde:mU = masa de agua usada (Kg)mD =masa de agua de la demanda (kg)TU = Temperatura del agua usada (C)TD = Temperatura del agua de demanda (C)Te =Temperatura del agua de entrada (C)(TH2O)TANQUE = Temperatura del agua en el tanque (C)(mH2O)TANQUE = masa del agua que se extrae del tanque (Kg)Gt = Intensidad de la radiacin solar (W/m2)A = rea del colector (m2)t =Intervalo del tiempo de medicin (s)Cp = calor especifico del agua (4.1 KJ/KgC)

TABLAS UTILIZADASHORATEMPERATURAINFERIORTEMPERATURASUPERIORTEMPERATURAENTRADATEMPERATURASALIDATEMPERATURAVIDRIOTEMPERATURAPLACATEMPERATURAMEDIO AMBIENTE

I(mA)H(w/m2)

10:30262821314034266.28582

11:00282824343237296.54631

11:30293127373650276.68656

12:00303229393950286.8689

12:30323331423650286.05690

13:00343433444053296.58692

13:30373735454054276.22680

14:00384035453850276.45671

EQUIPOS Y MATERIALES Terma solar Radimetro Termocupla

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALa) LUGAR DE EXPERIMENTACION Localidad: Arequipa Ubicacin: Laboratorio de la escuela de Ingeniera Mecnica JP Fecha: 16 de julio del 2015 Hora inicial: 10:00 am Hora final: 14:00 pm Capacidad: 100 litros Consumo: sin consumo de agua caliente Precalentamiento: no hubo Datos de radiacin solar: cada 30 minutos Datos tomados: cada 30 minutos

b) PROCEDIMIENTO Medir las temperaturas del tanque en la parte superior y en la parte inferior Medir las temperaturas del agua a la entrada y salida del colector solar Medir las temperaturas del vidrio Medir las temperaturas de la placa negra Medir la intensidad de la radiacin solar que se emite Medir las temperaturas del ambiente

MEDIDAS DEL COLECTOR SOLAR Diametro de tubera d =3/4 = 0.019m

Con esta temperatura y de tablas, interpolando:

Hallando el flujo msico (), y asumiendo una velocidad de V=0.028m/s

rea del colector

Valores asumidos

Calculando el coeficiente total de transferencia de calor para este colector

Segn las ecuaciones 4.15 y 4.18 del libro de JOSE MANRIQUE

CONCLUSIONES EXPERIMENTALES. Se logr determinar la eficiencia de la terma solar Se logr determinar el calor til del sistema Se recomendara prestarles mayor mantenimiento a los equipos de mediciones