universidad distrital francisco josé de caldas facultad...
TRANSCRIPT
1
Análisis de desempeño de un colector solar de la empresa Futuro Solar para determinar la eficiencia térmica.
Diego Orlando Duarte Baquero 20121074069
Diego David Prieto Moyano 20121074071
Universidad Distrital Francisco José De Caldas
Facultad Tecnológica
Proyecto Curricular Tecnología Mecánica
Bogotá
2016
2
Análisis de desempeño de un colector solar de la empresa Futuro Solar para determinar la eficiencia térmica.
Diego Orlando Duarte Baquero 20121074069
Diego David Prieto Moyano 20121074071
Monografía
Camilo Andrés Arias Henao
Ingeniero Mecánico y Magíster en Ingeniería Mecánica de la Universidad de los Andes (Bogotá-Colombia). Diplomado en Edumatica, Universidad Autónoma
(Bogotá - Colombia). Especialista en Bioingeniería, Universidad Distrital F.J.C. (Bogotá - Colombia).
Universidad Distrital Francisco José De Caldas
Facultad Tecnológica
Proyecto Curricular Tecnología Mecánica
Bogotá
2016
3
Contenido Listado de Tablas -------------------------------------------------------------------------------------------- 5
Listado de Figuras. ------------------------------------------------------------------------------------------ 6
Listado de Graficas ------------------------------------------------------------------------------------------ 7
Listado de Anexos ------------------------------------------------------------------------------------------- 8
1. Resumen ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 9
2. Introducción ------------------------------------------------------------------------------------------------ 9
3. Objetivos --------------------------------------------------------------------------------------------------- 10
3.1. Objetivo General ----------------------------------------------------------------------------------- 10
3.2. Objetivos específicos ------------------------------------------------------------------------------ 10
4. Marco Teórico. -------------------------------------------------------------------------------------------- 11
4.1 Sol y la tierra ----------------------------------------------------------------------------------------- 11
4.2. Captador Solar Térmico--------------------------------------------------------------------------- 14
4.3. El captador Solar plano. -------------------------------------------------------------------------- 15
4.4.1. Componentes ---------------------------------------------------------------------------------- 16
4.4. Transmisión de calor. ------------------------------------------------------------------------------ 20
4.5. Norma EN12975-2 --------------------------------------------------------------------------------- 21
4.6 .Banco de pruebas. --------------------------------------------------------------------------------- 21
4.7. Componentes del banco. ------------------------------------------------------------------------- 21
5. Pruebas importantes en el banco. ------------------------------------------------------------------- 22
6. Instrumentación. ----------------------------------------------------------------------------------------- 22
6.1. Mediciones. ----------------------------------------------------------------------------------------- 22
6.1.1. Medida de la radiación solar ---------------------------------------------------------------- 22
6.1.2. Medidas de temperaturas. ------------------------------------------------------------------ 23
6.1.3. Medida de caudal. ---------------------------------------------------------------------------- 23
6.1.4. Medida de velocidad de Aire. -------------------------------------------------------------- 24
6.1.5. Tiempo ------------------------------------------------------------------------------------------- 24
6.1.7 Áreas. --------------------------------------------------------------------------------------------- 25
7. Metodologías y Ensayos al exterior.----------------------------------------------------------------- 25
7.1. Selección del lugar de pruebas simulada e intemperie. -------------------------------- 25
7.1.1 Estructura de montaje del captador --------------------------------------------------- 25
7.1.2 Ángulo de inclinación --------------------------------------------------------------------- 25
7.1.3 Orientación del captador al exterior --------------------------------------------------- 25
4
7.1.4 Irradiación directa, difusa, reflejada e irradiación térmica ------------------------ 25
7.1.5 Velocidad del aire -------------------------------------------------------------------------- 26
7.2. Montaje del captador ---------------------------------------------------------------------------- 26
7.3. Ensayo de rendimiento en estado estacionario al exterior ----------------------------- 26
7.3.1. Pre acondicionamiento del captador.----------------------------------------------------- 26
7.3.2. Condiciones de ensayo. --------------------------------------------------------------------- 26
7.3.3. Procedimiento. --------------------------------------------------------------------------------- 27
7.3.4. Medidas.----------------------------------------------------------------------------------------- 27
7.3.5. Periodo de ensayo. --------------------------------------------------------------------------- 27
7.3.6. Resultados. ------------------------------------------------------------------------------------- 28
7.4 Ensayo de eficiencia en estado estacionario usando un simulador de irradiación
solar. -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 28
7.4.1. Colector de energía solar de placa plana RE550 ------------------------------------- 28
7.4.2. Montaje. ----------------------------------------------------------------------------------------- 30
7.4.3. Pre acondicionamiento. ---------------------------------------------------------------------- 31
7.4.4. Procedimiento. --------------------------------------------------------------------------------- 32
7.4.5. Medidas ----------------------------------------------------------------------------------------- 32
7.4.5.1. Medida de irradiación solar. ----------------------------------------------------------- 33
7.4.5.2. Medida de irradiación térmica. ------------------------------------------------------- 33
7.4.5.3. Temperatura del aire ambiente. ------------------------------------------------------ 33
7.4.6. Periodo de ensayo. --------------------------------------------------------------------------- 34
7.4.7. Condiciones de ensayo. --------------------------------------------------------------------- 34
7.4.8. Cálculo y presentación de resultados. ------------------------------------------------------ 34
7.5. Determinación de caída de presión. -------------------------------------------------------------- 48
7.6 .Determinación de la constante de tiempo ---------------------------------------------------- 49
8. Conclusiones ---------------------------------------------------------------------------------------------- 53
Bibliografía ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 54
5
Listado de Tablas
Tabla 1. Desviación permitida de parámetros medidos durante un periodo de
medida .................................................................................................................. 29
Tabla 2. Datos y Resultados Día 28 de octubre 2 2015 ........................................ 41
Tabla 3. Toma de Datos Día 28 de octubre 2 2015 .............................................. 43
Tabla 4. Datos y Resultados Día Septiembre 3 del 2015 ...................................... 47
Tabla 5. Toma de Datos Día Septiembre 3- 2015. ................................................ 48
Tabla 6. Resultados de la constante de tiempo 24/09/2015. ................................. 51
Tabla 7. Resultados de la constante de tiempo14/09/2015 ................................... 52
6
Listado de Figuras.
Figura 1. Ángulos solares. Imagen tomada de la presentación de Relojes de Sol
por Luis H. Triana.. ................................................................................................ 14
Figura 2 Colector solar térmico de placa plana de la empresa Futuro Solar ......... 15
Figura 3. Componentes colector solar. Tutorial Nº 188 -
http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn188.html ................................... 16
Figura 4 Piranómetro ubicado a la mitad del colector solar en la prueba al exterior.
.............................................................................................................................. 23
Figura 5. Caudalimetro del banco al exterior. ........................................................ 24
Figura 6. Montaje en la estructura del colector al exterior .................................... 26
Figura 7. Instrumentación del banco de pruebas al exterior .................................. 27
Figura 8. Balance energético colector solar ......................................................... 28
Figura 9. Banco de pruebas simulado del laboratorio de ciencias térmicas de la
Universidad Distrital Francisco José de Caldas. ................................................... 30
Figura 10. Instalación del colector solar en el banco de pruebas. ........................ 31
Figura 11. Operación del colector en condiciones normales al exterior ensayadas
en una prueba simulada ........................................................................................ 32
Figura 12. Localización del piranómetro encerrada en el círculo rojo. .................. 33
Figura 13. Termopares montadas en la consola de control. ................................. 34
Figura 14. Montaje para la determinación de la constante de tiempo. .................. 50
7
Listado de Graficas
Gráfica 1. Eficiencia Vs Diferencia de temperatura reducida día 28 de octubre 2-
2015 ...................................................................................................................... 44
Gráfica 2. Eficiencia Vs Diferencia de temperatura reducida septiembre 3del 2015
.............................................................................................................................. 48
Gráfica 3. Constante de tiempo ............................................................................. 52
8
Listado de Anexos
Anexo 1. Resultados de la prueba realizada en el laboratorio de Ciencias Térmicas
de la Facultad Tecnológica.................................................................................... 55 Anexo 2. Resultados de la prueba realizada al exterior de la Facultad Tecnológica
.............................................................................................................................. 89 Anexo 3. Resultados de la Constante de tiempo ................................................ 113
9
1. Resumen
En el siguiente proyecto de grado se busca dar solución a un problema de la empresa
Futuro Solar, el cual es determinar el desempeño térmico bajo diferentes condiciones de
funcionamiento de los colectores solares de placa plana, por lo tanto se realizó un estudio
y una serie de pruebas a un colector solar de placa plana.
En primera instancia la empresa suministró uno de los colectores de los cuales fabrica y
comercializa, luego se continúa a llevarlo a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas
para estudiar el comportamiento del panel en condiciones de radiación al exterior y
radiación simulada en el laboratorio.
En las condiciones exteriores se instaló el colector en la cubierta de la cafetería de
funcionarios de la Facultad Tecnológica, en la que se encuentra El banco de Medición para
Captadores Solares Térmicos Planos de Agua Caliente Sanitaria desarrollado por los
estudiantes Dayan Slendy Buitrago Reyes, Luis David Cortes Alarcón, por lo tanto se
adecuo de acuerdo a la geometría del colector suministrado por la empresa y se controló
para que el banco cumpla las condiciones de montaje dadas en la norma UNE-EN 12975-
2, la cual es guía de cómo debe ser el banco de pruebas y la toma de datos.
Luego de haber realizado las pruebas al exterior el colector es trasladado e instalado en el
laboratorio de ciencias térmicas de la Facultad Tecnológica donde se encuentra el banco
del colector de energía solar de placa plana RE550. Por lo tanto el colector es expuesto a
condiciones simuladas de radiación y se procede a la toma de datos suministradas por
banco: Temperatura ambiente. Temperatura de entrada y de salida del colector solar de
placa plana, Radiación, Caudal, Velocidad de viento.
Los datos tomados en ambos bancos de pruebas se analizan y se desarrollan
pertinentemente para la determinación del desempeño térmico del colector en estado
estacionario en condiciones exteriores y en el laboratorio.
2. Introducción
En la actualidad existen una serie de normas: UNE-EN 12975-1, ISO 9806, UNE-EN 12976,
ISO 9060 que rigen en torno a la homologación y estudio del comportamiento de colectores
solares en diferentes aspectos, estas establecen condiciones de funcionamiento y de
parámetros tecnológicos en la realización de pruebas en el rendimiento del sistema, dichas
normas son establecidas por entidades especializadas con laboratorios en condiciones
óptimas para realizar dichos ensayos; por las implicaciones técnicas y tecnológicas para la
realización de las pruebas
Es por eso que en Colombia es poco común que empresas se encarguen en la ejecución
de las pruebas. Por consecuencia, la certificación de un colector solar en Colombia se
torna costosa, porque se tienen que regir bajo parámetros internacionales y locales
calificados para cumplir la labor anteriormente mencionada. Sin embargo, se puede realizar
10
un estudio de la eficiencia de los colectores solares bajo parámetros establecidos por
normas internacionales.
En el caso de la Compañía Nacional Futuro Solar, es una empresa que se encarga en la fabricación e instalación de colectores solares placa plana para agua caliente sanitaria, dicha empresa no cuenta con un estudio del comportamiento de sus colectores solares, ya que no tiene la información necesaria, por lo tanto se plantea este proyecto, buscando una caracterización del colector solar de tal forma que se logre tener unas especificaciones adecuadas, realizando un estudio de funcionamiento según la norma: “Sistemas solares térmicos y componentes. Captadores solares. Parte 2: Métodos de ensayo. UNE-EN 12975-2”. La cual determina el comportamiento de paneles solares en diferentes aspectos, esta establece condiciones de funcionamiento y de parámetros tecnológicos en la realización de pruebas en el rendimiento del sistema. Finalmente, se desarrolla el análisis de los resultados obtenidos en las pruebas que se realizan al colector solar de placa plana, para determinar la eficiencia, verificando si los resultados en comparación con datos empíricos de eficiencia que maneja la empresa gracias a su experiencia en la realización de instalaciones de colectores solares, y se desarrolla gráficas de comportamiento para caracterizar el colector. Además, toda la información y análisis obtenidos en este proyecto se presenta a la empresa para que haga uso de estos resultados.
3. Objetivos
3.1. Objetivo General
Desarrollar un estudio para determinar el desempeño térmico bajo diferentes condiciones de funcionamiento de un colector solar de placa plana.
3.2. Objetivos específicos
a) Determinar la norma para el estudio de la eficiencia térmica. b) Identificar uno de los paneles que cuenta la compañía de tal forma que
podamos realizar los estudios de funcionamiento. c) Especificar los parámetros de funcionamiento. d) Identificar los climas de prueba. e) Desarrollar simulación en estado transitorio. f) Realizar el funcionamiento en el banco de pruebas del laboratorio de
ciencias térmicas y motores de combustión. g) Obtener gráficas para métricas del funcionamiento del panel.
11
4. Marco Teórico.
Es necesario entender una serie de conceptos antes de abordar el proyecto de una forma
más sencilla con temas relacionados con el uso de la energía solar y el comportamiento
con los elementos que lo relacionan con dicha interacción.
4.1 Sol y la tierra
Sol Se estima que la temperatura en el interior del Sol debe ser del orden de 107𝐾, pero
en la fotosfera, es decir, es la superficie externa del Sol, la temperatura “Efectiva del
cuerpo negro” es de 5.762K. Existen, sin embargo otras formas de calcular la
temperatura de la fotosfera, que dan como resultado alrededor de 6.300K. Es claro que
nadie ha colocado un termómetro en la superficie del Sol. Su temperatura se mide por
métodos indirectos, basados en diversos modelos. De ahí no coincidan todas las
estimaciones de la temperatura.
Mucho se ha discutido acerca de si el Sol emite un flujo de energía constante, o se trata
de una estrella variable. Algunos estudios parecen indicar que la variación de la emisión
de la energía, por parte del Sol, es menor al 1% a lo largo de un ciclo solar, que dura
22 años. Sin embargo para su aplicación en el campo de la ingeniería, la emisión de
energía en el Sol puede considerarse constante. El recurso energético solar está mucho
más ligado, en la superficie terrestre, a las variaciones meteorológicas, que a las
solares.
La radiación emitida por el Sol, junto con sus condiciones geométricas respecto de la
Tierra, dan por resultado que, sobre la atmósfera terrestre, incide una cantidad de
radiación solar casi constante. Esto ha dado lugar a la definición de la llamada constante
solar.
La radiación solar que recibe una superficie horizontal e es del orden de 1 Kw/m^2 al
mediodía variando según la latitud del lugar, nubosidad, humedad y otros factores, pero
su principal problema es su intermitencia. [1]
Energía Solar
La energía solar como fuente energética presenta como características propias una
elevada calidad energética con nulo impacto ecológico e inagotable a escala humana.
Como dificultades principales asociadas al aprovechamiento de este tipo de energía
cabe destacar la variabilidad con la que esta energía llega a la tierra como consecuencia
de aspectos geográficos, climáticos y estacionales.
La energía solar, como recurso energético terrestre, está constituida simplemente por
la posición de luz que emite el Sol y que es interceptada por la Tierra. Colombia……
Existen varios tipos de energía solar:
● Energía Solar Directa.
Una de las aplicaciones de la energía solar es directamente como luz solar,
por ejemplo, para la iluminación de recintos. En este sentido, cualquier
12
ventana es un colector solar. Otra aplicación directa, muy común, es el
secado de la ropa y algunos productos en procesos de producción con
tecnología simple.
● Energía Solar Térmica.
Se denomina térmica a la energía solar cuyo aprovechamiento se logra por
medio del calentamiento de algún medio. La climatización de viviendas,
calefacción, refrigeración, secado, etc., son aplicaciones térmicas.
● Energía Solar Fotovoltaica.
Se llama fotovoltaica a la energía solar aprovechada por medio de celdas
fotoeléctricas, capaces de convertir la luz n un potencial eléctrico, sin que
tenga lugar un efecto térmico. [1]
Ángulos básicos:
Se definirán algunos parámetros básicos que intervienen cuando se estudia la posición
relativa del Sol y de la Tierra. Es necesario conocer estos parámetros si deseamos
calcular la radiación solar que incide sobre una superficie con una determinada
inclinación y orientación. [2]
● Latitud φ
Es la distancia angular, medida sobre el meridiano, entre una localización
terrestre y el plano del Ecuador. Varia de 0° a 90°, siendo positiva en el
hemisferio norte y negativa en el hemisferio sur.
● Longitud λ
Es la distancia angular, medida sobre el plano del Ecuador, entre el
meridiano correspondiente y el meridiano de origen. Dicho meridiano
origen es el de Greenwich (meridiano 0). Los puntos situado en al Este
del meridiano de Greenwich tienen valor positivo, mientras que los
sitiados al Oeste tiene valor negativo.
● Altura Solar 𝛼𝑠
Es el ángulo formado por la recta que une el Sol con el punto considerado
(rayo incidente) y el plano tangente a la superficie terrestre que pasa por
dicho punto. En el ocaso y el alba, α=0°; al medio día, α=90°. El ángulo
complementario de 𝛼𝑠 se representa por 𝜉𝑠 y se denomina cenit solar.
● Ángulo horario ω
Es el ángulo formado por las proyecciones, sobre el plano del Ecuador,
del meridiano del punto considerado y la recta que une los centros de la
Tierra y el Sol en aquel momento. Cada hora equivale a 15° de longitud.
Al mediodía solar, ω=0; por la mañana el ángulo horario es negativo, por
la tarde es positivo. Por ejemplo, para las 9:00 horas (hora solar), ω=-
45°, y en la tarde 17:00 horas (hora solar), ω=75°.
● Azimut Solar 𝛾𝑠
13
Es el ángulo que forma la proyección del rayo incidente sobre el plano
tangente a la superficie terrestre, con la dirección Norte-Sur. Al medio día
𝛾 = 0; por la mañana el valor es positivo, y por la tarde, negativo.
● Declinación δ
Es el ángulo formado por el rayo incidente y el plano del Ecuador. La
declinación varía según el día del año. Puede determinarse a partir de la
siguiente expresión:
𝛿 = 23,45 ∗ 𝑠𝑒𝑛 (360284 + 𝑛
365)
Donde n es el día del año. Sus valores extremos son +23° 27’ y -23°27’
en los solsticios de verano e invierno, respectivamente. En los
equinoccios su valor es nulo. En estos cuatro puntos de declinación
coincide con la oblicuidad de la eclíptica.
Los ángulos anteriores se relacionan entre ellos a través de las siguientes expresiones:
𝑠𝑒𝑛𝛼𝑠 = 𝑠𝑒𝑛 ϕsen δ + cosϕ 𝑐𝑜𝑠𝛿 𝑐𝑜𝑠𝜔
𝑠𝑒𝑛𝛾𝑠 =𝑐𝑜𝑠𝛿 𝑐𝑜𝑠𝜔
cos 𝛼𝑠
La salida y la puesta del Sol pueden determinarse a partir de:
𝛼𝑠 = 0 ⇒ 0 = 𝑠𝑒𝑛 ϕsen δ + cosϕ 𝑐𝑜𝑠𝛿 𝑐𝑜𝑠𝜔𝑠
Donde 𝜔𝑠 es el ángulo horario de salida (o puesta) del sol, que depende de la
declinación y de la latitud
𝜔𝑠 = arccos(−𝑡𝑎𝑔𝜙𝑡𝑎𝑔𝛿)
La duración del día (𝑇𝑑) es dos veces el ángulo horario de salida (o puesta) de Sol:
𝑇𝑑 =2
15𝜔𝑠
Donde𝑇𝑑 viene dado en horas.
14
Figura 1. Ángulos solares. Imagen tomada de la presentación de Relojes de Sol por Luis H. Triana..
4.2. Captador Solar Térmico
El elemento fundamental de la instalación solar es el captador solar que, en la mayoría de
los casos, cuando se encuentra cubierto por una cubierta transparente, basa su principio
de funcionamiento en el efecto invernadero.
Una primera clasificación podría establecerse en función del tipo de cubierta que incorpore
el captador solar, distinguiendo entre captadores vidriados y no vidriados.
Los captadores no vidriados son aquellos que no presentan cubierta que aísle al captador
plano del exterior. Por tanto, las pérdidas de calor de estos captadores son elevadas, siendo
indicado su uso en aplicaciones de muy baja temperatura, como el calentamiento de
piscinas al aire libre.
Los captadores vidriados están limitados por una cubierta, generalmente de cristal, que
propicia que se produzca en su interior el efecto invernadero, presentando un coeficiente
de pérdida menor, y, por tanto siendo susceptibles de ser empleados en aplicaciones que
requieren de un nivel energético superior, como pueden ser la preparación de agua caliente
sanitaria, el apoyo de calefacción o el aporte de calor en procesos industriales y
refrigeración. En esta clasificación se encuentran los captadores solares planos, los CPC y
los tubos de vacío. [3]
15
Figura 2 Colector solar térmico de placa plana de la empresa Futuro Solar
4.3. El captador Solar plano.
Los captadores solares son encargados de convertir la energía del Sol en calor, que se
transporta al fluido de trabajo del circuito primario solar (también llamado fluido
caloportador). En los captadores solares planos el fluido de trabajo circula por el interior de
los mismos, a través de un circuito interno formado, usualmente, por tuberías o por los
huecos que dejan entre si un par de placas electro soldadas.
El principio físico que rige la transferencia de calor en el interior de los captadores vidriados
es el efecto invernadero, que tiene lugar cuando la radiación solar incidente atraviesa la
cubierta transparente del captador y queda retenida en el interior del mismo. El efecto
invernadero tiene lugar en el interior de los captadores solares vidriados al incidir sobre
ellos la radiación solar, haciéndose transparentes a la radiación de onda corta,
correspondiente a la radiación solar, y opacos a la radiación de onda larga, que corresponde
con emisiones de energía con forma de calor (infrarrojo). De este modo, cuando la mayor
parte de la radiación solar atraviesa el vidrio, una parte es reflejada por la placa
absorbedora, volviendo a incidir sobre el vidrio, pero por su cara interior, y siendo
conducida, de nuevo, hacia la placa absorbedora.
El mecanismo de transferencia de energía al interior del captador solar debe ser lo más
eficiente posible, minimizando las pérdidas, por lo que habrá que disponer del aislamiento
suficiente. Y la radiación solar debe incidir sobre un elemento que capte, de forma eficiente,
la energía radiante que incide sobre ella a través de la placa absorbedora. El fluido de
trabajo de estar confinado en unas tuberías interiores y conectarse al exterior por medio
de los distribuidores. Lógicamente, todos estos elementos deberán estar confinados en una
caja. [3]
16
4.4.1. Componentes
Los principales componentes de un captador solar plano.
Figura 3. Componentes colector solar. Tutorial Nº 188 - http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn188.html
La cubierta transparente.
Debe tratarse de un material que sea transparente a la radiación solar incidente
y opaco a la radiación de onda larga emitida por el absorbedor, de modo que se
pueda producir el efecto invernadero en el interior del captador solar. Al mismo
tiempo, reduce las pérdidas del captador hacia el ambiente provocada por los
mecanismos de radiación por convección.
Las principales características de la cubierta de los captadores planos deben ser
las siguientes:
● Durabilidad, que propicie una larga vida del producto y resista los agentes
atmosféricos y las variaciones de temperatura en el captador.
● Buena capacidad de aislamiento de modo que minimice la emisión de
energía desde el captador hacia el exterior
● Protección, para que se proteja a los elementos que se encuentran en el
interior del captador.
● Alta absortividad y baja reflectividad, de modo que la mayor parte de la
radiación incidente pueda ser transferida en forma de calor al fluido de
trabajo.
Las cualidades físicas más importantes de una cubierta son:
● Alto coeficiente de transmisión en el intervalo de (0.3-3 µm).
● Bajo coeficiente de transmisión para la longitud de onda >0.3 µm.
● Bajo coeficiente de conductividad térmica.
17
Actualmente, la mayor parte de los fabricantes emplean vidrios templados
de bajo contenido en hierro, de modo que las propiedades de resistencia
mecánica de los materiales templados añaden unas magníficas fracciones
de absortividad de los materiales como. Unas cualidades que podemos
mencionar de las ventajas del templado son las siguientes:
● Mayor resistencia a la rotura.
● Mayor resistencia a la flexión.
● Mayor resistencia a las contracciones de origen térmico.
● Fragmentación de seguridad (rotura en pequeños trozos).
Además, las cubiertas que se emplean habitualmente en los captadores
solares tienen índices de reflexión, tanto en la cara superior como en la
inferior, de aproximadamente el 4% en cada cara y si además tenemos en
cuenta el coeficiente de absorción de la cubierta (del 1% aproximadamente)
supone que la radiación que penetra en el captador es el 91% de la incidente.
Para aumentar ese coeficiente existen tratamientos químicos sobre la
cubierta que aumentan su rugosidad y, por tanto, disminuyen su coeficiente
de reflexión lo que implica un aumento de la radiación que penetra en el
captador hasta valores del orden del 96%. [3]
El aislamiento térmico.
La función principal del aislamiento en un captador térmico es reducir las
pérdidas de calor al exterior. En consecuencia, hay que proveer aislamiento
en todas aquellas zonas del captador que no necesiten ser transparentes a
la radiación solar, es decir, los laterales y el fondo.
Los principales materiales que se emplean actualmente son la lana de roca,
las espumas de poliuretano, las resinas de melanina, lana de vidrio, corcho
expandido, poliestireno. Para seleccionar adecuadamente el aislamiento a
emplear en un captador plano deben tenerse en cuenta las siguientes
características principales:
● Comportamiento con la temperatura.
En verano con la instalación parada se puede alcanzar temperaturas
comprendidas entre 130 y 200°C (temperatura de estancamiento). El
aislante debe ser capaz de resistir sin deteriorarse.
● Desprendimiento de vapores.
Bajo la acción del calor puede que el aislante desprenda vapores,
con el riesgo de condensarse sobre la cubierta transparente.
● Envejecimiento.
Verificar que no se degrada por su uso en el transcurso del tiempo.
● Humedad.
Algunos aislantes pierden sus características cuando están húmedos, por
ejemplo la lana de vidrio. Los aislantes deben protegerse contra la
penetración accidental de agua o las condensaciones.
18
De especial interés es el sellado entre las diferentes capas de aislamiento,
de modo que se eviten puentes térmicos en el interior del captador. Para ello,
habrá que usar adhesivos que no sufran con la elevada temperatura y no
degraden el aislamiento. [3]
Absorbedor.
En absorbedor es el elemento encargado de recoger la radiación solar
transferir el calor, de forma eficiente, al fluido de trabajo que circula por el
interior del captador solar. Al mismo tiempo, el fluido caloportador debe estar
confinado en el interior del captador, y conducido de forma que recorra la
mayor parte de la superficie absorbedora.
Los primero desarrollos de captadores solares planos solían utilizar chapas
de acero inoxidable electro soldadas, que dejan en su interior una serie de
canales por los que circulaba el fluido caloportador. Con este tipo de
configuración se aumenta considerablemente el rendimiento del equipo,
pues se favorece el régimen turbulento de circulación en el interior del
captador. Presenta inconveniente de una elevada pérdida de caga y de no
poder soportar presiones medias en el interior de la parrilla del captador.
Con el paso del tiempo se avanzó hacia la construcción de circuitos de
tuberías interiores de cobre, siendo esta configuración la más empleada
actualmente por la mayoría de fabricantes. Es posible disponer cobre en los
circuitos de tuberías que discurren por el interior del captador cuando el fluido
caloportador tenga un pH comprendido entre 7,2 y 7,6. No debe emplearse
hierro, y en caso de que se utilice aluminio, será necesario emplear un
inhibidor de los iones de cobre y hierro.
En esta tecnología se distinguen, principalmente, dos tipos de
configuraciones: parrilla de tubos o serpentines. La configuración más
empleada es la de parrilla de tubos verticales, dispuestos paralelamente
entre sí, que comienzan y terminan en dos tubos de mayor diámetro,
llamados distribuidores.
En cuanto a la forma en que la placa absorbedora se une a la parrilla de
tubos se encuentran, principalmente, tres configuraciones:
1. Una única placa absorbedora dispuesta sobre los tubos de la
parrilla: Esta configuración es muy elevada en la actualidad por
los fabricantes de captadores solares térmicos, puesto que
permiten, de forma sencilla, la soldadura por ultrasonidos. El
contacto entre la placa absorbedora y el tubo se produce sobre la
franja muy estrecha del tubo vertical del captador.
2. Una única placa absorbedora situada sobre los tubos del
captador, rodeando en parte el perímetro de estos tubos: Esta
19
configuración permite un contacto entre el tubo y la banda
absorbedora en una superficie mayor en el caso anterior, si bien
plantea la complejidad de tener que disponer de una laminadora
muy ancha y no ser una disposición favorable para la soldadura
por ultrasonido.
3. Por cada tubo se dispone una aleta, que puede abrazar, o no, al
perímetro de los tubos verticales: Esta configuración, junto a la
primera, es la más empleada actualmente. Con una pequeña
laminadora se puede obtener fácilmente las aletas, que se
dispondrán individualmente sobre cada uno de los tubos para ser
soldados. Hay que evitar que quede un hueco libre entre aletas
contiguas, para eliminar los flujos convectivos en el interior del
captador.
Por otra parte, el absorbedor tiene gran importancia en la eficiencia del
captador, entre las características y propiedades que debe tener un buen
absorbedor hay que destacar:
● Pérdida de carga: En termosifón (circulación en la instalación sin
existencia de bomba) la perdida de carga no debe superar a los
3mm de columna de agua por 𝑚2 de captador. En circulación
forzada (el fluido circula en la instalación mediante bomba) la
pérdida de carga no es un factor crítico.
● Corrosión interna: No utilizar uniones cobre-hierro a fin de evitar
la corrosión del hierro.
● Capacidad del absorbedor: La inercia térmica está ligada a la
capacidad del absorbedor. Interesa absorbedores con baja
inercia térmica.
● Homogeneidad de la circulación del fluido caloportador en el
absorbedor: Las irregularidades en la circulación de fluido
influyen mucho en el rendimiento del absorbedor. El caudal debe
ser el mismo en todas partes del absorbedor.
● Transmisión de calor entre la placa absorbente y el fluido
caloportador: Dependiendo del diseño del absorbedor la
transmisión varia.
● Entradas y salidas de fluido en el absorbedor: Cuidar las pérdidas
de carga en los conductos de entrada y salida. Zonas frágiles de
los captadores, se pueden producir roturas.
● Puentes térmicos: Zonas donde la transmisión de calor por
conducción puede ser muy elevada
● Resistencia a la presión: El absorbedor debe ser capaz de
soportar la presión de la red. Dotar a la instalación de elementos
de seguridad que eviten sobrepresiones. [3]
La carcasa
20
La misión de la caja o carcasa es la de contener todos los elementos que
forman el captador solar, y dar rigidez al mismo tiempo, permitiendo que
el captador sea fijado a un soporte para su correcta fijación. Debe estar
realizada en un material que soporte la acción de los agentes
atmosféricos y de la radiación solar, impidiendo si rápido deterioro con el
paso del tiempo.
En la actualidad, la mayor parte de fabricantes de quipos solares térmicos
emplean aluminio anodizado para formar la caja del captador.
La conexión de la caja con el cristal debe realizarse mediante el empleo
de materiales que posean propiedad elásticas, no degradables por los
agentes atmosféricos, y que permitan absorber las dilataciones del
material metálico y de la cubierta transparente, garantizando la
estanqueidad del captador solar.
Suelen emplearse, principalmente, dos tipos de configuraciones: una
única caja, obtenida a base de chapa prensada o varios perfiles metálicos
que unen entre si con una chapa, que suele ser de PVC o material
metálico, y que se coloca en la parte posterior del captador.
[3]
4.4. Transmisión de calor.
Desde un punto de vista termodinámico, el calor no algo que exista o se pueda acumular.
Solo existe y se puede acumular la energía que poseen las sustancias debidas a su estado
o nivel térmico determinado. Es precisamente el intercambio energético que se produce
entre dos cuerpos o sustancias que posean temperaturas diferentes, a lo que llamamos
transmisión de calor, calor a secas. Por tanto, para que exista esta trasmisión de calor es
fundamental que haya una diferencia de temperatura entre ambos cuerpos, y esta pérdida
o ganancia será más rápida cuanto mayor sea la diferencia de temperaturas.
La importancia de transmisión de calor en los procesos de refrigeración o calefacción es
evidente y ejerce una influencia decisiva. El proceso de transmisión de calor se produce por
conducción, convección y radiación.
Intercambiador de calor.
El intercambio de calor entre dos corrientes de fluidos distintos es uno de los procesos más
importantes y que encontramos habitualmente en calderas, calentadores, refrigeradores,
etc., produciéndose el intercambio de calor entre un fluido caliente y otro frio. Los
dispositivos en donde se produce este intercambio de calor, sin mezcla de ambos fluidos,
se conocen como “intercambiadores de calor”.
Los materiales del intercambiador de calor resistirán la temperatura máxima de trabajo del
circuito primario y serán compatibles con el fluido de trabajo. Los intercambiadores de calor
utilizados en circuitos de agua sanitaria serán de acero inoxidable o cobre. Cuando los dos
21
fluidos entran por extremo distintos y circulan en dirección contraria, se conoce como
“intercambiadores de calor a contracorriente”. [2]
4.5. Norma EN12975-2
Esta norma proporciona métodos de ensayo y procedimientos de cálculo para la
determinación de los parámetros del rendimiento térmico en estado estacionario así como
del diario para captadores de calentamiento de líquido, bajo condiciones climáticas
cambiantes. Contiene métodos para la realización de ensayos al exterior durante días
completos y bajo condiciones de temperatura de entrada estacionaria e irradiancia solar
real y condiciones de viento reales y/o simuladas. Se tiene en cuenta los efectos
importantes para el rendimiento diario del captador, tales como la dependencia del ángulo
de incidencia, velocidad del viento, fracción difusa de la irradiación solar, radiación térmica
del cielo y la capacidad térmica. [4]
4.6 .Banco de pruebas.
Se tienen dos bancos los cuales se van hacen las pruebas uno a la intemperie que consta
de una estructura completamente en acero, tiene una guía para darle la inclinación al
captador en la parte inferior y el método de sujeción es de dos garras fijas y dos móviles
en la parte superior. Además cuenta con unos accesorios que se describen más adelante.
(Ver figura 5)
El otro banco que permite realizar los ensayos bajo parámetros de simulación de radiación
consta de un bastidor con ruedas para facilitar el uso del panel, unas mordazas de soporte
para ajustar el ángulo de inclinación y además con unos accesorios que se explicarán más
adelante. (Ver Figura 7)
4.7. Componentes del banco.
El banco que se encuentra en la intemperie consta de dos termopares (entrada y salida del
colector), con un manómetro para indicar la presión de entrada en el colector, un
caudalímetro en la entrada del mismo, un piranómetro en la parte superior del colector, y
un Dataloggers que es un sensor de temperatura. El banco cuenta con un tanque de
almacenamiento, luego es conectado por medio de una tubería en la entrada a una bomba
y en la salida está una válvula para controlar el paso del fluido para no tener inconvenientes
en la toma de datos y seguido es conectado una manguera especial a los instrumentos de
medición que cuenta el banco de pruebas. Para finaliza el ciclo, en la salida del colector se
conecta un sensor de temperatura y una conexión por medio de una manguera a la torre
de enfriamiento que luego pasa al tanque de almacenamiento. (Ver figura 5)
El banco que permite realizar los ensayos bajo parámetros de simulación tiene un
solarímetro montado en la parte superior del colector solar, está conectado con un
suministro de agua, un regulador de presión ajustable para que no supere 1,5 Bar en el
indicador, un punto de purga de aire en la parte superior del panel que permite el llenado
completo del mismo. El agua circula por medio de una bomba que dispone de tres ajustes
de velocidad. El agua del panel se recircula de manera continua y por el caudalimetro del
22
panel hasta abrir ligeramente una válvula de control de caudal de purga, cuenta también
con una válvula de alivio de presión para cuando no se aplique la refrigeración al agua ya
que entraría en ebullición y aumentaría la presión en el sistema. La temperatura del agua
fría que entra en el sistema, la temperatura del agua recirculada que entra y que sale del
panel, y la temperatura ambiente se miden mediante termopares. (Ver Figura 8)
Para simular la radiación solar en las pruebas, el banco posee un simulador solar que está
constituido por 2 bancos de 6 proyectores de 500W dispuestos en dos bancos de 6 focos
que proporcionan una salida de 2x3 Kw. (Ver figura 9)
5. Pruebas importantes en el banco.
En el banco donde se monta el captador solar de placa plana permite evaluar el rendimiento
térmico bajo distintos parámetros meteorológicos, todo esto se puede demostrar por medio
de unos ensayos importantes que se deben realizar como por ejemplo:
1. El ensayo de rendimiento térmico en estado estacionario al exterior y condiciones
simuladas en el laboratorio.
2. Determinación de la caída de presión a lo largo del captador.
3. Calculo de la constante de tiempo del colector
Todos estos ensayos (se analizan con detalles y mostrando los resultados más adelante en
la sección 7.4.8. Cálculo y presentación de resultados.) determinan las características
fundamentales que debe tener un captador solar de acuerdo con la norma EN-12975-2. [4].
Para ello se necesita de una instrumentación adecuada la cual se explica en la sección 6.
Instrumentación, para la toma de datos que determinen las variables necesarias para el
cálculo de la eficiencia del colector solar.
6. Instrumentación.
La instrumentación es una parte esencial en la toma de datos y de análisis de resultados,
ya que su disposición y calibración permite encontrar variables por las cuales se va a
evaluar el sistema. Para ello se recurrirá a la norma para observar cuáles son esas variables
y determinar qué instrumentos son los más óptimos para que nos midan dichas variables.
6.1. Mediciones.
6.1.1. Medida de la radiación solar
Se utiliza un piranómetro de clase I o superior, como se especifica en la Norma ISO
9060 [5], para medir la radiación global de onda corta desde el Sol y el cielo. Se
recomienda que antes de realizar los ensayos correspondientes verificar el estado
23
del piranómetro para no tener fallas en las lecturas, para ello se debe colocar en una
posición de ensayo típica y permitir que se equilibre durante al menos 30 minutos
antes de comenzar la toma de datos. Además, al momento de montar el instrumento
no debe proyectar sombra en la apertura del captador en ningún momento.
Figura 4 Piranómetro ubicado a la mitad del colector solar en la prueba al exterior.
Para ensayos al exterior y simulado, debe montarse el piranómetro a la mitad de la
altura del captador. (Ver figura 10)
6.1.2. Medidas de temperaturas.
Se requieren tres medidas de temperatura para el ensayo del captador solar. Estas
son la temperatura del fluido a la entada y salida del captador y la temperatura
ambiente del aire. Para medir estas temperaturas se requiere montar en el captador
solar unos sensores a una distancia de 200mm a la entrada del colector solar y debe
colocarse un aislamiento alrededor de la tubería tanto aguas arriba como aguas
abajo del sensor.
6.1.3. Medida de caudal.
Los caudales másicos pueden medirse directamente o alternativamente, si se
conoce la densidad del agua, pueden determinarse a través de medidas del caudal
volumétrico y la temperatura. Debe calibrase el caudalimetro en todo el rango de
caudales de fluido y temperaturas que se usen durante el ensayo del captador.
24
Figura 5. Caudalimetro del banco al exterior.
6.1.4. Medida de velocidad de Aire.
Las pérdidas de calor de un captador aumentan cuando aumenta la velocidad del
aire sobre el captador, pero no está bien definida la influencia de la dirección de
velocidad de aire. Bajo condiciones al exterior, la velocidad del aire circundante rara
vez es constante. Se requiere, por lo tanto, la medida del promedio de la velocidad
del aire durante el periodo de ensayo. Durante los ensayos al interior, la velocidad
del aire puede variar de un extremo a otro. Por tanto, deben tomarse una serie de
medidas de la velocidad del aire, a una distancia de 10mm a 50mm en frente de la
apertura del captador. Debe determinarse entonces un valor medio. Tomando
medidas de la velocidad del aire al interior antes y después de los puntos de ensayo
de rendimiento para evitar ocultar la apertura del captador.
6.1.5. Tiempo
La constante de tiempo del colector es el tiempo necesario para que el fluido utilizado en
este caso agua salga del colector en un %63.2 de su estado estacionario, este representa
el tiempo de respuesta del colector a fin determinar los intervalos de tiempo apropiados
para las pruebas de eficiencia después de un cambio drástico en la irradiancia incidente.
La constante de tiempo es una medida de tiempo para que se cumpla la siguiente ecuación:
Tst − Te/Tsi − Te = 0,368
25
Donde:
Tst: temperatura del fluido a la salida del colector al cabo de un cierto tiempo.
Tsi: temperatura inicial del fluido a la salida del colector.
Te: temperatura del fluido a la entrada del colector.
6.1.7 Áreas.
Se debe tomar las medidas del colector para determinar:
● Área de absorbedor
● Área de apertura.
● Área total.
7. Metodologías y Ensayos al exterior.
7.1. Selección del lugar de pruebas simulada e intemperie.
El lugar en donde se deben realizar las pruebas debe de cumplir ciertos criterios para una
correcta evaluación de rendimiento térmico un colector solar, estos son mencionados en
la norma UNE-EN 12975-2; en los cuales se hace énfasis en ciertas generalidades que se
mencionan a continuación.
7.1.1 Estructura de montaje del captador
La estructura de montaje del captador no debe obstruir la apertura del colector, ésta de be
permitir que el aire circule por debajo del colector, para nuestro caso usaremos la
estructura realizada en el proyecto “Banco de Medición para Captadores Solares
Térmicos Planos de Agua Caliente Sanitaria”; la cual tiene características que cumplen
con las especificaciones de la norma.
7.1.2 Ángulo de inclinación
El Ángulo de inclinación es parte importante para algunos colectores por lo tanto se debe
ensayar a diferentes ángulos de incidencia, aunque por recomendación del fabricante se
debe ser menor a 20⁰.
7.1.3 Orientación del captador al exterior
La orientación del colector debe ser preferiblemente mirando hacia el sur debido a lo
posición geográfica del sitio del ensayo limitando así el tiempo del mismo.
7.1.4 Irradiación directa, difusa, reflejada e irradiación térmica
La ubicación que se escogió para el montaje es la adecuada ya que no se genera ninguna
sombra sobre el colector durante el ensayo; en la cual no hay edificios que reflejen
26
radiación significativa lo cual minimizará los errores; en este sitio también no hay una
fuente de radiación térmica ya que puede generar errores en la toma de datos.
7.1.5 Velocidad del aire
La velocidad del viento es algo importante a la hora de evaluar el rendimiento de un
colector debido a las pérdidas que se generen al pasar alrededor del mismo, ya sea el
vidrio, laterales, y la parte posterior.
7.2. Montaje del captador
Al momento de realizar las pruebas al colector se debe considerar ciertos aspectos
descritos anteriormente, y se debe seguir las consideraciones descritas en la normativa
seguida como el ángulo de inclinación, ubicación de los sensores de temperatura,
piranómetro, Dataloggers, manómetros, caudalímetro; el colector se ubicó a una distancia
de los muros pertinente para que de tal forma no caiga ninguna sombra sobre el, se
dispuso en dirección al sur debido a la latitud del lugar de las pruebas (Bogotá).
Figura 6. Montaje en la estructura del colector al exterior
7.3. Ensayo de rendimiento en estado estacionario al exterior
7.3.1. Pre acondicionamiento del captador.
Para realizar las pruebas del colector en el exterior se deberá seguir un análisis visual del
mismo y registrar cualquier daño, y se limpiara la cubierta para que no se encuentre
ninguna impureza al realizar la prueba, se debe purgar el circuito hidráulico para extraer
aire.
7.3.2. Condiciones de ensayo.
Al practicar las pruebas en el exterior se deben cumplir ciertas condiciones para tener
resultados óptimos, como por ejemplo la radiación solar inicial debe ser en lo posible
superior 700 Wm-2, según el fabricante la inclinación de instalación es de 10 a 20 grados
27
por lo cual las pruebas las realizaremos a una inclinación de 10º, se adecua el
caudalimetro en 20 gs-1 encada periodo de ensayo.
7.3.3. Procedimiento.
Después de la inspección inicial del estado físico del colector, y esperar las condiciones
de cielo despejado, se procede a dar apertura a la cubierta del colector y del circuito
hidráulico, y se purga el sistema por medio de la válvula de ventosa ubicada en la parte
superior izquierda, se calibra el caudalímetro a medida requerida, se verifica la parte de
los sensores térmicos y su conexión eléctrica, y completado esto se da inicio a la prueba.
Figura 7. Instrumentación del banco de pruebas al exterior
7.3.4. Medidas.
Las medidas necesarias para poder determinar a la eficiencia del colector son las
siguientes
● Caudal del fluido del captador
● Radiación
● Temperaturas entrada, salida y ambiente
● presiones antes y después del captador
7.3.5. Periodo de ensayo.
El tiempo en el cual se realizan las pruebas fue de 4 puntos cada 10 minutos los cuales
fueron por no conocer la constante de tiempo recomendación dada por la norma.
28
7.3.6. Resultados.
Los datos obtenidos mediante los ensayos en condiciones ambientales serán
desarrollados mediante un balance energético con una potencia incidente, potencia útil,
potencia perdida, estos resultados son presentados en el apartado 6.5.8. Cálculo y
presentación de resultados.
Figura 8. Balance energético colector solar
● Qi →Potencia calorífica que incide en el captador.
● Qop→ Pérdidas ópticas (reflexión).
● Qa→ Potencia calorífica absorbida por el captador.
● Qp→ Pérdidas térmicas por conducción y convección, se producen a través de la
cubierta, la cara posterior y los laterales del captador.
● Qu→ Potencia calorífica absorbida por el fluido calo-portador (potencia útil).
7.4 Ensayo de eficiencia en estado estacionario usando un simulador de irradiación solar.
El rendimiento de la mayoría de los captadores es mejor con radiación solar directa que con
difusa y, actualmente, la experiencia con simulación solar difusa es pequeña. Por lo tanto,
se diseña este método de ensayos para usarlo sólo en simuladores donde se pueda dirigir
al captador un rayo de radiación solar simulada de incidencia casi-normal.
7.4.1. Colector de energía solar de placa plana RE550
El simulador el cual se va a utilizar en esta prueba se describió anteriormente, sin embargo
debe ser óptimo para realizar este tipo de ensayos y debe tener las siguientes
características:
29
Las lámparas deben ser capaces de producir una irradiancia media sobre la apertura del
captador de, al menos, 700 𝑊𝑚−2. Se pueden usar también valores en el rango de 300
𝑊𝑚−2 a 1000 𝑊𝑚−2 para ensayos especiales, con tal que se puedan alcanzar los requisitos
de precisión dados en la tabla 1 y los valores de irradiancia sean anotados en el informe de
ensayo.
Parámetro Desviación permitida del valor medio
Irradiancia solar (global) de ensayo. ±50wm−2
Temperatura del aire circundante (al
interior)
±1K
Temperatura del aire circundante (al
exterior)
± 1.5 K
Caudal másico del fluido ±1 %
Temperatura del fluido a la entrada del
captador.
± 0.1 K
Tabla 1. Desviación permitida de parámetros medidos durante un periodo de medida
En todo momento, la irradiancia en un punto de la apertura del captador no debe diferir de
la irradiancia media sobre la apertura en más de ± 15%.
30
Figura 9. Banco de pruebas simulado del laboratorio de ciencias térmicas de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
7.4.2. Montaje.
La instalación del captador solar en pruebas de simulación es la misma que en las pruebas
al exterior, sin embargo se dirán algunas de las especificaciones más importantes.
Debe montarse el captador de forma que el borde inferior no esté a menos de 0,5m sobre
la superficie del suelo. El captador debe ensayarse a ángulos de incidencia tales que el
modificador del ángulo de incidencia del captador no varié ± 2% de su valor en condiciones
de incidencia normal. Puede montarse el captador al exterior en una posición fija mirando
hacia el sur.
La localización del banco de ensayo debe ser tal que ninguna sombra se proyecte sobre el
captador durante el ensayo.
Todas estas condiciones las cumple el lugar en donde se va a realizar las pruebas simulado
en estado estacionario en el laboratorio de ciencias térmicas por lo cual se procede a montar
el colector.
31
Figura 10. Instalación del colector solar en el banco de pruebas.
7.4.3. Pre acondicionamiento.
Para el pre acondicionamiento de nuestro captador se debe inspeccionar visualmente que
no tenga ninguna fisura ni otro daño. Se debe limpiar la superficie muy bien. Luego se debe
circular agua aproximadamente a 80°C para poder secar el aislamiento y la carcasa del
captador todo esto para evitar que los componentes no presenten humedad. Por último se
debe exponer el captador vacío a irradiación durante cinco horas a un nivel mayor de 700
𝑊/𝑚−2 .
32
7.4.4. Procedimiento.
En primera instancia se debe purgar el sistema, seguidamente se procede a prender las
lámparas con una irradiación constante, todo para que el captador funcione sobre su rango
de temperaturas de operación bajo condiciones normales al exterior para determinar su
característica de rendimiento. Deben obtenerse los puntos de datos que satisfagan los
requisitos dados más abajo para al menos 4 temperaturas de entrada del fluido espaciadas
uniformemente sobre el rango de temperaturas de operación del captador.
Al menos debe obtenerse ocho puntos de ensayo en simuladores solares con tal que al
menos se hayan utilizado cuatro temperaturas de entrada diferentes, y se haya permitido el
tiempo adecuado para que las temperaturas se estabilicen.
Figura 11. Operación del colector en condiciones normales al exterior ensayadas en una prueba simulada
7.4.5. Medidas
Se deben tener en cuenta las siguientes medidas para la realización del ensayo en
condiciones simuladas.
33
7.4.5.1. Medida de irradiación solar.
Se puede usar piranómetro para medir la irradiancia de la radiación solar simulada. Por lo
tanto se localiza el instrumento a la mitad del colector solar ya que es ahí en donde la
medida de la radiación es igual en todos los puntos del colector.
Figura 12. Localización del piranómetro encerrada en el círculo rojo.
7.4.5.2. Medida de irradiación térmica.
La irradiancia térmica en un simulador solar es probable que sea mayor que la que
típicamente ocurre al exterior. Por lo tanto, la irradiancia térmica en el plano de apertura del
captador no debe exceder la de una cavidad de cuerpo negro a temperatura ambiente en
más del 5% de la irradiación global. Se debe registrar con los resultados de ensayos del
captador la irradiancia térmica media en el plano de ensayo del captador y la fecha de la
última medida.
7.4.5.3. Temperatura del aire ambiente.
Debe medirse la temperatura del aire ambiente en simuladores tomando la medida de
varios valores. Los sensores deben protegerse para minimizar el intercambio de la radiación
por lo que se cubren con un aislante térmico.
34
Figura 13. Termopares montadas en la consola de control.
7.4.6. Periodo de ensayo.
El periodo de ensayo puede determinarse de la misma forma que la para los ensayos en
condiciones estacionarias al exterior.
7.4.7. Condiciones de ensayo.
Las condiciones de ensayo con radiación simulada varían un poco con respecto a las
pruebas al exterior, como por ejemplo el simulador de viento no debe diferir en la medida
de temperaturas ambiente en ± 1K.
7.4.8. Cálculo y presentación de resultados.
La eficiencia del colector se calcula por medio de la siguiente expresión:
𝜂 = 𝜂0 − 𝑎1 ∗ 𝑇𝑚∗ − 𝑎2 ∗ 𝐺 ∗ (𝑇𝑚∗2)
En Donde
𝜂0:Eficiencia óptica
𝑎1: Coeficiente de pérdidas térmicas.
𝑇𝑚∗: Diferencia de temperatura reducida.
𝑎2: Coeficiente de pérdidas térmicas cuadráticas.
35
Por consiguiente debemos sacar unas pérdidas del colector para poder calcular la
eficiencia.
𝑈𝑙 = 𝑈𝑏 + 𝑈𝑡 + 𝑈𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠
𝑈𝑏 =𝐾
𝐿
𝑈𝑏: Pérdida de la base
𝐾: Conductividad térmica del material (𝑤
𝑚°𝐾)
𝐿: Grosor del aislante (𝑚𝑚 𝑜 𝑚)
𝑈𝑡 = (1
ℎ𝑐−𝑝 + ℎ𝑟𝑐−𝑝+
1
ℎ𝑣 + ℎ𝑟𝑐−𝑠)
𝑈𝑡=pérdida por la parte superior.
ℎ𝑐−𝑝 =𝑁𝑢𝐾
𝐿
ℎ𝑐−𝑝: Coeficiente de convección entre placas paralelas.
𝑁𝑢: Número de Nusselt
𝑁𝑢 = 1 + 1.44 [1 −1708
𝑅𝑎 cos 𝜃]
∗
(1 −1708 sin(1.8𝛽)1.6
𝑅𝑎 cos 𝜃) + [(
𝑅𝑎 cos 𝜃
5830)
13
− 1]
∗
𝑅𝑎 =𝑔𝛽𝐿3𝑃𝑟(Δ𝑇)
𝑣 ∗ 𝛼
𝑅𝑎:Número de Rayleigh
𝛽 =1
𝑇𝑓 Coeficiente de expansión térmica
𝜈: Viscosidad cinemática
𝑔:Aceleración de la gravedad
𝜃:Ángulo de inclinación
36
𝐿:Longitud característica.
ℎ𝑟𝑐−𝑝 =𝜎(𝑇𝑃
2 + 𝑇𝑐2)(𝑇𝑝 + 𝑇𝑐)
1휀𝑝
+1휀𝑐
− 1
ℎ𝑟𝑐−𝑝:Coeficiente de transferencia por radiación entre el absorbedor y la cubierta
𝜎:5.57*10−8 𝑤
𝑚2𝐾4 constante de Stefan Boltzmann.
𝑇𝑝: Temperatura del absorbente “suposición”.
𝑇𝑐:𝑇𝑝+𝑇𝑎
2Temperatura cubierta
𝑇𝑎:Temperatura de ambiente máxima.
휀𝑝:Emitancia del absorbedor
휀𝑐: Emitancia del vidrio.
ℎ𝑣 = 2.8 + 3𝑉
ℎ𝑣:Coeficiente convectivo del viento
𝑉: Velocidad del viento.
ℎ𝑟𝑐−𝑠 = 휀𝑐𝜎(𝑇𝑐2 + 𝑇𝑎
2)(𝑇𝑐 + 𝑇𝑎)
ℎ𝑟𝑐−𝑠: Coeficiente de transferencia por radiación.
𝜎:5.57*10−8 𝑤
𝑚2𝐾4 constante de Stefan Boltzmann.
휀𝑐: Emitancia del vidrio.
𝑇𝑐:𝑇𝑝+𝑇𝑎
2Temperatura cubierta.
𝑇𝑎:Temperatura de ambiente máxima.
37
𝑈𝑒 =𝐾 ∗ 𝐴𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠
𝐿 ∗ 𝐴𝑏𝑎𝑠𝑒
𝑈𝑒: Pérdida de los lados
𝐾: Conductividad térmica del material (𝑤
𝑚°𝐾)
𝐿: grosor del aislante (𝑚𝑚 𝑜 𝑚)
𝐴:Área transversal.
𝐹:Eficiencia estándar de la placa.
𝑈𝑙:Pérdidas totales del colector
𝐾: Conductividad térmica del absorbente.
𝛿:Espesor de la lámina.
𝑤:Distancia entre tubos.
𝐷:Diámetro interno.
𝐹𝐸 =
1𝑈𝐿
𝑤 [1
𝑈𝐿[𝐷 + [𝑤 − 𝐷𝑒]]𝐹+
1𝐶𝑏
+1
𝜋𝐷𝑖ℎ𝑓𝑖]
𝐹𝑒: Factor de eficiencia
𝑈𝑙:Pérdidas totales del colector
𝐷𝑒:Diámetro exterior.
𝐷𝑖:Diámetro interior.
𝑤:Distancia entre tubos.
𝐹:Eficiencia estándar de la placa.
𝐶𝑏:Conductancia térmica de las uniones.
38
𝜋:Número pi.
ℎ𝑓𝑖:Coeficiente de transferencia de calor entre el tubo y el fluido.
𝐹𝑅 =�̇�𝐶𝑝
𝑈𝐿(1 − 𝑒−(𝑈𝐿𝐹𝐸/�̇�𝐶𝑝))
𝐹𝑟:Factor de remoción
𝑚∙:Flujo másico del fluido.
𝑈𝑙:Pérdidas totales del colector
𝐶𝑝:Calor específico del fluido
𝑒:Número de euler.
𝜂0 = 𝐹𝑒 ∗ 𝜏 ∗ 𝛼
𝜂0: Eficiencia óptica
𝐹𝑒: Factor de eficiencia
𝜏:Transmitancia.
𝛼:Absortancia.
𝑎1 = 𝐹𝑒 ∗ 𝑈𝑙
𝑎1: Coeficiente de pérdidas térmicas.
𝐹𝑒: Factor de eficiencia
𝑈𝑙:Pérdidas totales del colector
Se procede a reemplazar en las ecuaciones anteriores las variables correspondientes y
se tiene la siguiente tabla de resultados en la prueba del laboratorio.
Tabla de Datos y Resultados Día 28 de octubre 2 -2015
Caudal (kg/s) 0,02
Cp (KJ/kg*K) 4,188
Área absorbedor (m^2) 1,8
Área de apertura (m^2) 1,867
α *10^6 (m^2/sg) 2,16E-05
39
Tf (K) 323,059
Tp (temperatura absorbente suposición.)(K) 333
Tc(temperatura de cubierta) (K) 307,382
Ta (temperatura ambiente máxima) (K) 293,239
Ep (Emitancia del absorbedor) 0,9
Ec(Emitancia del vidrio) 0,88
σ (constante de Stephan) (W/m^2*K^4) 5,6797E-08
Ra(número de Rayleigh) 1,50E+05
β (coeficiente de Expansión térmica) 0,0030
v*10^6(m^2/sg) (viscosidad cinemática) 1,53E-05
G (gravedad) (m/sg^2) 9,81
θ (ángulo de inclinación) 10
L (longitud característica) (m) 0,04
Pr (número de Prandtl) 0,708
ΔT (K) 19,880
�̅� (K) 323,059
Hrp-c (W/m^2*K) 5,987
Hrc-s (W/m^2*K) 5,417
Hpc (W/m^2*K) 2,664
N-u 4,440
K (conductividad térmica del aire a la TF)
(W/(K*m)
0,024
Hv (coeficiente convectivo del viento)
(W/m^2*°K)
11,21
Ut (w/m^2°K) Perdida por la parte superior 5,574
Ub (w/m^2°K) pérdida de la base 0,476
40
K (W/m*K) conductividad térmica del material 0,03
L(m) grosor del aislante (fibra de vidrio) 0,063
Ue (w/m^2°K) Pérdida de los lados 0,291
K (conductividad térmica del material) (W/m*K) 0,03
L (grosor del aislante) (m) 0,03
Área lados (m^2) 0,54
Área base (m^2) 1,8525
Ul (pérdidas totales) (W/m^2*°K) 6,342
Fe (factor de eficiencia) 0,925
De (diámetro exterior) (m) 0,0158
Di (diámetro interno ) (m) 0,012
w (distancia entre tubos) (m) 0,125
F (eficiencia estándar de la placa) 0,945
Cb (conductancia térmica de las uniones)
(w/m°K)
50
Hfi (coeficiente de transferencia de calor entre
el tubo y el fluido (w/m²°K)
1500
K(conductividad térmica del absorbente)
(W/m*K)
385
ϭ (espesor de la lámina) 0,0003
Fr (factor de remoción de calor) 0,894
�̇�(flujo másico del fluido) 0,02
Ul pérdidas totales (W/m^2*°K) 6,452
Cp (calor específico del fluido) (J/kg*K) 4188
Temperatura de salida (Te) °C 31,692
Temperatura media (tm) (°C) 0,011
41
Temperatura ambiente (Ta) °C 19,722
G (radiación)( W/m^2) 480,9375
Fe (Factor de eficiencia) 0,925
Ul (pérdidas totales) (W/m^2*°K) 6,452
τ (transmitancia del vidrio) (W/m^2K) 0,78
a (absortancia de la placa) 0,95
no (eficiencia óptica) 0,686
a1 5,872
a2 1E-10
Tabla 2. Datos y Resultados Día 28 de octubre 2 2015
NO
.
Hora Temperatu
ra de
entrada
(Tin) °C
Temperatu
ra de
salida (Te)
°C
Temperatu
ra
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia de
temperatura
reducida T*m
(°K/(W/m^2)) n Eficiencia
1 17:38:16 17,96319 22,921 19,41398 439,4814 0,002339382 0,667476292
2 17:38:46 17,94757 23,1046 19,52334 439,9139 0,002279412 0,667828406
3 17:39:16 18,02179 23,52647 19,44913 441,1907 0,003003236 0,663489365
4 17:39:47 18,03741 24,21398 19,76553 442,9976 0,003070367 0,663063666
5 17:40:17 18,01398 25,15928 19,46866 443,8627 0,004771678 0,652886567
6 17:40:47 18,02961 26,17101 19,70693 444,2046 0,005388013 0,649190323
7 17:41:17 18,00616 27,18272 19,58194 445,1534 0,00676733 0,640933913
8 17:41:48 18,00616 28,1671 19,38272 444,7209 0,008328617 0,631603257
42
9 17:42:18 18,02961 29,03429 19,4843 442,9976 0,009136957 0,626780655
10 17:42:48 18,03741 29,73789 19,51553 445,3278 0,009817757 0,622685942
11 17:43:18 18,04524 30,4332 19,44913 445,2371 0,010758515 0,617060734
12 17:43:49 18,06085 30,89414 19,39054 443,2627 0,011476163 0,612787382
13 17:44:19 18,06866 31,26914 19,57024 444,7209 0,011464854 0,612836814
14 17:44:49 18,05304 31,62852 19,62881 443,9534 0,011739903 0,611196956
15 17:45:19 18,03351 31,9254 19,43741 445,9278 0,012428122 0,607066687
16 17:45:50 18,17805 32,21447 19,60147 443,6883 0,012609731 0,605996695
17 17:46:20 18,16632 32,47227 19,61709 441,0302 0,012929285 0,604109409
18 17:46:50 18,20928 32,68321 19,6835 444,2883 0,012970733 0,603829348
19 17:47:20 18,19758 32,82383 19,7499 444,4697 0,012961075 0,603883667
20 17:47:51 18,18975 33,03478 19,66397 443,4302 0,013414276 0,601184523
21 17:48:21 18,21318 33,18322 19,53898 444,6371 0,01385224 0,598556575
22 17:48:51 18,221 33,31602 19,871 443,6883 0,013292012 0,60190801
23 17:49:21 18,19366 33,4332 19,746 443,3464 0,013685529 0,599560445
24 17:49:52 18,27569 33,51133 19,90225 441,1907 0,013579751 0,600209253
25 17:50:22 18,26397 33,65196 19,74209 438,707 0,014168625 0,596714121
26 17:50:52 18,36553 33,67539 19,74209 439,8232 0,014274759 0,596068761
27 17:51:22 18,2874 33,82383 19,76553 440,0814 0,014293004 0,595956577
43
28 17:51:53 18,29131 33,94884 19,746 439,0488 0,014517919 0,594621353
29 17:52:23 18,31475 33,97228 19,79678 440,0814 0,01442173 0,59518571
30 17:52:53 18,33037 34,01134 19,75772 439,9139 0,014578159 0,594252554
31 17:53:23 18,36162 34,09728 19,93741 442,8302 0,014208697 0,596430523
32 17:53:54 18,26787 34,1754 19,76944 443,5209 0,014547668 0,594400712
33 17:54:24 18,33428 34,14415 19,91397 442,0488 0,014308929 0,595838889
34 17:54:54 18,36553 34,26915 20,01553 441,9651 0,014258615 0,596137967
35 17:55:24 18,35381 34,33166 20,00772 442,4814 0,01431702 0,595783929
36 17:55:55 18,34991 34,4332 20,00772 440,7581 0,014483761 0,594802689
37 17:56:25 18,36553 34,54258 19,96866 433,8861 0,014947229 0,592096053
38 17:56:55 18,44757 34,5504 19,72647 438,0093 0,015462035 0,588984031
39 17:57:25 18,42803 34,53477 19,85537 441,8813 0,014995045 0,591737602
40 17:57:56 18,43584 34,6129 20,08975 442,4814 0,014542125 0,594435134
41 17:58:26 18,38897 34,6207 20,07022 442,9139 0,014527914 0,594516592
42 17:58:56 18,44757 34,67539 19,94913 442,6628 0,014937668 0,592070968
43 17:59:26 18,49444 34,67539 20,07413 442,5651 0,014711474 0,593421691
Tabla 3. Toma de Datos Día 28 de octubre 2 2015
44
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,685
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,970 1E-10
Gráfica 1. Eficiencia Vs Diferencia de temperatura reducida día 28 de octubre 2-2015
Para ver más resultados de los datos obtenidos en la prueba del colector en el laboratorio
dirigirse al Anexo 1. Resultados de la prueba realizada en el laboratorio de Ciencias
Térmicas de la Facultad Tecnológica
Resultados Pruebas al exterior.
Se procede a reemplazar en las ecuaciones anteriores las variables correspondientes y
se tiene la siguiente tabla de resultados en la prueba al exterior.
Día Septiembre 3- 2015
Caudal (kg/s) 0,02
Cp (KJ/kg*K) 4,188
y = 0,9791x2 - 5,9997x + 0,6815R² = 1
0,58
0,59
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,67
0,68
0,001 0,003 0,005 0,007 0,009 0,011 0,013 0,015 0,017
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
45
Área absorbedor (m^2) 1,8
Área de apertura (m^2) 1,867
α *10^6 (m^2/sg) 2,20E-05
Tf (K) 318,330
Tp (temperatura absorbente suposición.) (K) 333
Tc(temperatura de cubierta) (K) 295,545
Ta (temperatura ambiente máxima) (K) 274,322
Ep (Emitancia del absorbedor) 0,9
Ec(Emitancia del vidrio) 0,88
σ (constate de Stephan) 5,6797E-08
Ra(número de Raleigh) 2,16E+05
β (coeficiente de Expansión térmica) 0,0031
v*10^6(m^2/sg) (viscosidad cinemática) 1,56E-05
G (gravedad) (m/sg^2) 9,81
θ (ángulo de inclinación) 10
L (longitud característica) (m) 0,04
Pr (número de Prandtl) 0,7079
ΔT (K) 29,338
�̅� (K) 318,330
Hrp-c (W/m^2*K) 5,673
Hrc-s (W/m^2*K) 4,631
Hpc (W/m^2*K) 2,899
N-u 4,832
K(conductividad térmica del aire a la TF) 0,024
Hv (coeficiente convectivo del viento) 10,4975
46
Ut (w/m^2°K)Perdida por la parte superior 5,471
Ub (w/m^2°K) pérdida de la base 0,476
K (W/m*K) conductividad térmica del material 0,03
L(m) grosor del aislante (fibra de vidrio) 0,063
Ue (w/m^2°K) Pérdida de los lados 0,291
K (conductividad térmica del material) (W/m*K) 0,03
L (grosor del aislante) (m) 0,03
Área lados (m^2) 0,54
Área base (m^2) 1,8525
Ul (pérdidas totales) (W/m^2*°K) 6,239
Fe (factor de eficiencia) 0,927
De (diámetro exterior) (m) 0,01588
Di (diámetro interno) (m) 0,012
w (distancia entre tubos) (m) 0,125
F (eficiencia estándar de la placa) 0,946
Cb (conductancia térmica de las uniones) (w/m°K) 50
Hfi (coeficiente de trasferencia de calor entre el
tubo y el fluido (w/m²°K)
1500
K(conductividad térmica del absorbente) (W/m*K) 385
ϭ (espesor de la lámina) 0,0003
Fr (factor de remoción de calor) 0,895
�̇� (flujo másico del fluido) 0,02
Ul pérdidas totales (W/m^2*°K) 6,092
Cp( calor especifico del fluido) (J/kg*K) 4188
Temperatura de salida (Te) °C 43,75
Temperatura media (tm) °C 0,011
47
Temperatura ambiente (Ta) °C 12,559
G (radiación W/m^2)) 480,937
Fe (Factor de eficiencia) 0,927
Ul (W/m^2*°K) 6,239
τ (transmitancia) 0,78
a (absortancia) 0,95
no (eficiencia óptica) 0,686
a1 5,784
a2 0,000000002
Tabla 4. Datos y Resultados Día Septiembre 3 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2) Diferencia de
temperatura
reducida T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 12:20:00 22 41 23,9 951 0,007991588 0,640742039
2 12:30:00 21 44 22,6 943,2 0,010496183 0,626253947
3 12:40:00 22 36 21,9 793,2 0,008951084 0,635191733
4 12:50:00 21 35 21,8 768,4 0,008068714 0,640295894
5 13:00:00 24 44 22,8 963,2 0,011627907 0,619707373
6 13:10:00 25 49 23,6 1233 0,010867802 0,624104279
7 13:20:00 25 45 23,5 900 0,012777778 0,613055826
8 13:30:00 25 49 22,9 956,6 0,014739703 0,601706865
9 13:40:00 21 31 22,7 402,4 0,008200795 0,639531857
10 13:50:00 23 39 23,8 1039,8 0,006924409 0,646915249
11 14:00:00 26 50 23,7 951,8 0,015024165 0,600061367
12 14:10:00 26 54 24,8 1153,2 0,013180715 0,610724997
13 14:20:00 22 39 24,2 585,4 0,010761872 0,624717041
14 14:30:00 26 46 24,3 1039,8 0,011252164 0,621880898
48
15 14:40:00 25 48 24,4 934,4 0,012949486 0,61206256
16 14:50:00 26 50 24,2 951,6 0,014501892 0,603082511
Tabla 5. Toma de Datos Día Septiembre 3- 2015.
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,686
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,784 8E-7
Gráfica 2. Eficiencia Vs Diferencia de temperatura reducida septiembre 3del 2015
Para ver más resultados de los datos obtenidos en la prueba del colector en condiciones
al exterior dirigirse al Anexo 2. Resultados de la prueba realizada al exterior de la Facultad
Tecnológica
7.5. Determinación de caída de presión.
La caída de presión a través del captador puede ser importante para el diseño de sistemas
de captadores solares.
El fluido de transferencia de calor debe circular de la parte inferior a la parte superior del
captador, y habrá que tener atención a la selección de las conexiones de tubería apropiadas
en los puntos de entrada y de salida. Debe purgarse el captador de aire por medio de un
purgador de aire u otro medio apropiado.
y = 8E-07x2 - 5,7846x + 0,687R² = 1
0,59
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,0065 0,0075 0,0085 0,0095 0,0105 0,0115 0,0125 0,0135 0,0145 0,0155 0,0165
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
49
Se debe determinar la caída de presión entre las conexiones de entrada y de salida del
captador para caudales que abarquen el rango que probablemente va usarse en operación
real, se tomará al menos 5 medidas en valores equidistantes sobre el rango de caudales.
Las medidas a tener en cuenta para este ensayo son:
1. Temperatura del fluido a la entrada del captador.
2. Caudal del fluido.
3. La caída de presión del fluido de transferencia de calor entre las conexiones de
entrada y salida del captador.
La caída de presión a lo largo del captador del fluido de transferencia de calor debe medirse
con un dispositivo que tenga una incertidumbre típica del 5% del valor medio o de las
conexiones usadas para medir la presión del fluido pueden causar caída de presión por sí
mismas. Debe realizarse una comprobación cero en la caída de presión desconectando el
captador del bucle de fluido y repitiendo los ensayos con las conexiones para medida de
presión conectadas juntas directamente. La caída de presión por las conexiones debe
usarse para corregir la caída de presión del captador medida.
7.6 .Determinación de la constante de tiempo
Para calcular la constante de tiempo se debe hacer circular por el colector agua a
temperatura ambiente. Al cabo de cierto tiempo, tapando el colector se reduce a cero la
irradiancia sobre el colector, las temperaturas se monitorean constantemente en función
del tiempo hasta que se alcance el 63,2% del estado estacionario.
50
Figura 14. Montaje para la determinación de la constante de tiempo.
Por lo tanto se procese a realizar una toma de datos que a continuación se presenta
algunos de ellos:
24/09/2015
Temperatura
inicial salida
Temperatura
salida cierto
tiempo
Temperatura
entrada
tiempo constante de
tiempo
Tsi Tst Te t
36 36 26 0:30 1
36 26 1:00 1
35 26 1:30 0,9
35 26 2:00 0,9
35 27 2:30 0,888888889
34 27 3:00 0,777777778
33 27 3:30 0,666666667
31 26 4:00 0,5
51
30 26 4:30 0,4
29 25 5:00 0,363636364
28 25 5:30 0,272727273
27 25 6:00 0,181818182
Tabla 6. Resultados de la constante de tiempo 24/09/2015.
14/09/2015
Temperatura
inicial salida
Temperatura
salida cierto
tiempo
Temperatura
entrada
tiempo constante de
tiempo
Tsi Tst Te t
34 34 26 0:15 1
34 25 0:30 1
33 25 0:45 0,888888889
33 24 1:00 0,9
32 24 1:15 0,8
32 24 1:30 0,8
32 24 1:45 0,8
31 24 2:00 0,7
31 24 2:15 0,7
31 24 2:30 0,7
30 23 2:45 0,636363636
30 23 3:00 0,636363636
30 23 3:15 0,636363636
29 23 3:30 0,545454545
29 23 3:45 0,545454545
29 23 4:00 0,545454545
28 23 4:15 0,454545455
52
27 23 4:30 0,363636364
26 23 4:45 0,272727273
25 23 5:00 0,181818182
25 23 5:15 0,181818182
Tabla 7. Resultados de la constante de tiempo14/09/2015
En estas tablas se ve el momento en el cual da el resultado de la ecuación de la
constante de tiempo (Ir a la Sección 6.1.5. Tiempo) mostrando las temperaturas
requeridas y el tiempo tomado.
Gráfica 3. Constante de tiempo
En la gráfica 3 se observa los resultados de la constante de tiempo en diferentes días, la
cual muestra el comportamiento del colector solar de placa plana, por lo que serán
usados para obtener el intervalo de tiempo para la toma de las variables pertinentes para
calcular la eficiencia del colector. Dando como resultado del ensayo una constante de
tiempo de 5.51 min
Para ver más resultados de la constante de Tiempo dirigirse al Anexo 3. Resultados de la
Constante de tiempo
24/09/2015; 5:00
14-sep; 4:30
17-sep; 5:00
26-oct; 6:00
28-oct; 7:00 29-oct; 7:00
29-oct 2; 6:30
0:00
1:12
2:24
3:36
4:48
6:00
7:12
8:24
Co
nst
ante
de
tie
mp
o (
min
)
Constante de tiempo
53
8. Conclusiones
● De acuerdo a nuestro objetivo general, se logró determinar el desempeño térmico
del colector solar de placa plana suministrado por la empresa Futuro Solar, dando
como resultado unas eficiencias constantes bajo diferentes estados de ensayo.
● Los procedimientos de ensayo de la norma utilizada son los más apropiados para la
evaluación del colector solar, ya que con ellos se pudo encontrar las variables
apropiadas para calcular la eficiencia.
● Se concluye que el tiempo requerido para que el colector solar de placa plana llegue
a su estado estacionario debe ser de 351 segundos.
● La dirección en la cual se ubica el colector solar se debe tener en cuenta, ya que
por cuestiones geográficas influye en la percepción de la radiación solar y así mismo
en el rendimiento térmico.
● En la prueba al exterior se evidencia que el mejor horario para la toma de datos es
de 10:00 a 14:00 ya que es el momento de mayor radiación que incide en el colector
debido al ángulo solar.
● Los instrumentos de medición utilizados en ambos bancos de pruebas deben de
estar en óptimas condiciones, ya que una mala calibración de los mismos pueden
influir en la toma de datos.
● La eficiencia del colector solar de placa plana suministrado por la Empresa Nacional
Futuro Solar le corresponden estos factores: 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 ó𝑝𝑡𝑖𝑐𝑎 𝜂0 =
0,684 , 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑎1 = 6,03 𝑊/(𝑚2𝐾) , 𝑎2 = 1,06𝐸−10𝑊/
(𝑚2𝐾2), tales factores se pueden visualizar en la gráfica 1. Eficiencia Vs Diferencia
de temperatura reducida día 28 de octubre 2-2015, pag44 y la gráfica 2. Eficiencia
Vs Diferencia de temperatura reducida septiembre 3 del 2015, pag48 y su respectivo
análisis en el capítulo 7.4.8. Cálculo y presentación de resultados.
54
Bibliografía
[1] J. M. Fernández Salgado, Guia completa de energía solar térmica y termoeléctrica, Madrid:
Vicente ediciones, 2011.
[2] J. Cañada Ribera, Manual de energia solar térmica. Diseño y cálculo de instalaciones,
Valencia: Universidad Politécnica de Valencia, 2010.
[3] J. . M. Fernández Salgado, Compendio de energía solar: fotovoltaica, térmica y
termoeléctrica, Madrid: AMV Ediciones, 2010.
[4] UNE-EN 12975-2., Sistemas solares térmicos y componentes. Captadores solares. Parte 2:
Métodos de ensayo..
[5] P. Rufes Martínez , Energía solar Térmica. Técnicas para su aprovechamiento, nuevas
enérgias., Marcombo, 2009.
[6] F. P. Incropera y D. P. De Witt, Fundamentos de transferencia de calor, EEUU: Jhon Wiley &
Sons, 2011.
[7] S. A. Araneda Huidobro, Diseño de banco de ensayos para homologación de colectores
solares, Chile: Universidad de Chile, 2008.
[8] J. C. Paz Gutiérrez, Energía Solar. Colectores solares planos. Tratamiento Térmico, Ciudad
Juárez, Mexico: Universidad Autónoma de Ciudad de Juárez, 2006.
[9] D. S. Buitrago Reyes y L. D. Cortes Ala, «El banco de Medición para Captadores Solares
Térmicos Planos de Agua Caliente Sanitaria.,» Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas,
2014.
[10] ISO 9060, «La energía solar - Especificación y clasificación de los instrumentos para la
medición de la radiación solar directa solar y hemisférica».
55
Anexo 1. Resultados de la prueba realizada en el laboratorio de Ciencias Térmicas de la Facultad Tecnológica
21 de octubre del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n (eficiencia)
1 16:25:13 18,44522 28,24209 18,99445 408,6006 0,010644147 0,619745342
2 16:27:13 18,55459 28,70303 19,42412 411,1512 0,010226627 0,622279352
3 16:29:13 18,63663 29,15664 19,55694 410,5402 0,010570694 0,620191142
4 16:31:13 18,79678 29,51602 19,57256 413,8723 0,011075494 0,617127419
5 16:33:13 18,89835 29,77383 20,04524 413,1618 0,010385399 0,621315737
6 16:35:13 18,96477 29,9379 19,93975 433,403 0,010409676 0,62116839
7 16:37:13 18,996 30,07854 19,721 432,3444 0,011139892 0,616736571
8 16:39:13 19,02726 30,21133 20,22881 435,7617 0,010075427 0,623197017
9 16:41:13 19,1835 30,37539 20,06085 434,9731 0,010848016 0,618508026
10 16:43:13 19,11709 30,41446 20,39678 433,8434 0,010070442 0,623227266
11 16:45:13 19,14834 30,46914 20,15071 436,2874 0,010676517 0,619548882
12 16:47:13 19,15225 30,57853 20,47881 431,3853 0,010168589 0,622631594
13 16:49:13 19,21475 30,61758 20,36944 440,3229 0,010325888 0,621676918
14 16:51:13 19,17959 30,73868 20,73663 437,8718 0,009643245 0,62582001
15 16:53:13 19,19912 30,80899 20,50225 437,6942 0,010285275 0,621923409
16 16:55:13 19,21475 30,82852 20,31865 437,0832 0,010759931 0,61904263
17 16:57:13 19,22647 30,71915 20,6585 502,8651 0,008579458 0,632276336
18 16:59:13 19,20693 30,75039 20,58428 502,0836 0,008752287 0,631227401
56
19 17:01:13 19,16787 31,01602 20,77569 503,2203 0,008577267 0,632289632
20 17:03:13 19,11709 31,16445 20,64678 501,302 0,008964636 0,629938617
21 17:05:13 19,11709 31,23868 20,89678 505,0675 0,008476303 0,632902405
22 17:07:13 19,15615 31,18398 20,8382 502,0836 0,008627776 0,631983083
23 17:09:13 19,08975 31,24258 20,79523 502,6093 0,008696487 0,631566068
24 17:11:13 19,10147 31,23086 20,95928 503,6608 0,008352615 0,633653087
25 17:13:13 19,30459 31,3793 21,13507 501,9983 0,008380257 0,633485322
26 17:15:13 19,26553 31,34414 20,69366 487,2775 0,00946314 0,626913104
27 17:17:13 19,29678 31,37539 20,67803 487,718 0,009550714 0,626381599
28 17:19:13 19,29678 31,54727 20,72492 488,8547 0,009608387 0,626031571
29 17:21:13 19,25772 31,58243 20,73663 487,0075 0,009616782 0,625980618
30 17:23:13 19,24209 31,61758 20,596 487,8885 0,009907663 0,624215204
31 17:25:13 19,29287 31,54337 20,67413 488,94 0,009702602 0,625459763
32 17:27:13 19,26162 31,63321 20,54131 487,8032 0,01005755 0,623305514
33 17:29:13 19,26162 31,68399 20,89288 489,4657 0,009356989 0,627557354
34 17:31:13 19,22256 31,69571 20,80303 490,6024 0,009490587 0,626746517
35 17:33:13 19,16397 31,73478 19,91632 479,2066 0,011546283 0,614270108
36 17:35:13 19,23037 31,65274 20,4085 489,9915 0,010271719 0,62200568
37 17:37:13 19,19522 31,66837 20,29912 487,5332 0,010527847 0,62045119
38 17:39:13 19,17959 31,69962 20,38116 490,162 0,010319945 0,621712986
39 17:41:13 19,19522 31,76602 20,49834 487,1922 0,010226518 0,622280012
40 17:43:13 19,19522 31,71525 19,89678 484,123 0,011481493 0,614663329
41 17:45:13 19,23428 31,78165 20,76787 486,837 0,009736513 0,625253945
42 17:47:13 19,10147 31,67618 21,0843 485,7997 0,008860699 0,63056943
43 17:49:13 19,17959 31,57853 21,01007 485,8849 0,008991821 0,629773627
57
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,684
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
6,069 1E-6
y = 1E-06x2 - 6,0692x + 0,6843R² = 1
0,61
0,615
0,62
0,625
0,63
0,635
0,008 0,0085 0,009 0,0095 0,01 0,0105 0,011 0,0115 0,012
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
58
22 de octubre del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(K/(W/m^2)) n (eficiencia)
1 16:37:32 17,01865 20,54757 17,46397 470,5389 0,002803466 0,670250016
2 16:38:32 17,01084 22,33272 17,49132 471,5052 0,004624466 0,659640057
3 16:39:33 17,10069 23,85615 17,29991 508,222 0,006254176 0,65014464
4 16:40:33 17,27647 24,87178 17,47569 509,6145 0,007061092 0,645443187
5 16:41:34 17,41709 25,84834 17,56554 497,5224 0,008174858 0,63895389
6 16:42:34 17,46006 26,7546 17,7843 508,3072 0,008504759 0,637031743
7 16:43:35 17,51866 27,62961 18,21397 510,2255 0,008545565 0,636793988
8 16:44:35 17,65928 28,14522 18,6046 511,1065 0,008408522 0,637592463
9 16:45:36 17,79992 28,72334 18,64367 518,2111 0,008911349 0,634662765
10 16:46:36 17,80772 29,10664 18,70225 510,8365 0,009308125 0,632350971
11 16:47:37 17,93271 29,62227 18,85071 512,7831 0,009607922 0,63060422
12 16:48:37 17,97959 29,8957 18,77647 512,2574 0,010075355 0,627880748
13 16:49:38 17,94443 30,13008 18,91318 515,6677 0,009936777 0,628688163
14 16:50:38 17,99522 30,35665 18,71398 515,5682 0,010594049 0,624858601
15 16:51:39 18,03428 30,59103 19,17881 513,5505 0,009996768 0,628338632
16 16:52:39 18,11631 30,82539 19,03428 515,0566 0,010555287 0,625084451
17 16:53:40 18,12412 31,09883 19,14365 516,4492 0,010587343 0,624897674
18 16:54:40 18,20225 31,20821 19,37412 518,9073 0,010273723 0,626724964
19 16:55:41 18,27647 31,35665 19,296 517,5859 0,010665978 0,624439511
59
20 16:56:41 18,296 31,47383 19,58897 512,0727 0,010342174 0,626326139
21 16:57:42 18,2921 31,54415 19,56163 521,6213 0,010268935 0,626752865
22 16:58:42 18,33115 31,68479 19,6046 505,6643 0,010685686 0,624324685
23 16:59:43 18,31553 31,81758 19,46397 503,8313 0,011119962 0,621794398
24 17:00:43 18,38194 31,86445 19,40538 505,0675 0,011320893 0,620623687
25 17:01:44 18,33898 31,87226 19,68664 506,5453 0,010697918 0,624253417
26 17:02:44 18,33898 31,99726 18,99131 505,5933 0,012216954 0,615402835
27 17:03:45 18,36241 32,09883 19,86241 496,6556 0,010808717 0,62360785
28 17:04:45 18,33115 32,06758 19,25694 507,7815 0,011702721 0,618398988
29 17:05:46 18,28038 32,09883 19,65928 507,5115 0,010896945 0,623093795
30 17:06:46 18,43272 32,17696 19,53819 505,508 0,011407634 0,620118297
31 17:07:47 18,31553 32,2629 19,64757 507,6962 0,011112246 0,621839357
32 17:08:47 18,31944 32,30977 19,84679 506,5453 0,010794326 0,623691701
33 17:09:48 18,37022 32,31758 19,9249 508,833 0,01064986 0,624533426
34 17:10:48 18,37022 32,37228 19,67491 497,7071 0,011445165 0,61989962
35 17:11:49 18,45616 32,35665 19,7843 509,6145 0,011032074 0,622306473
36 17:12:49 18,51084 32,35665 20,01475 507,952 0,010668321 0,624425862
37 17:13:50 18,51084 32,36445 19,96787 486,4818 0,011243535 0,62107441
38 17:14:50 18,50694 32,33321 19,88585 501,6431 0,011032196 0,622305763
39 17:15:51 18,52647 32,25508 20,00693 507,5967 0,010606541 0,624785822
40 17:16:51 18,51476 32,22383 19,921 508,7477 0,010709228 0,624187521
41 17:17:52 18,43663 32,29414 19,36241 482,02 0,012453788 0,614022932
42 17:18:52 18,37803 32,36445 19,7843 502,6945 0,011113987 0,621829214
43 17:19:53 18,33506 32,41915 19,08506 507,2557 0,012404089 0,6143125
60
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,686
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,826 9E-8
y = 9E-08x2 - 5,8264x + 0,6866R² = 1
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,67
0,68
0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
61
26 de octubre del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n (eficiencia)
1 14:13:26 17,27334 18,19366 17,02569 503,7947 0,001404957 0,681385203
2 14:14:26 17,37491 19,16632 17,12725 509,335 0,002244819 0,676727696
3 14:15:27 17,57024 21,08038 17,32257 526,7776 0,00380187 0,668092974
4 14:16:27 17,6249 23,24444 17,4007 530,3545 0,005720645 0,657452286
5 14:17:28 17,74209 25,11553 17,51788 534,0074 0,007323737 0,648562239
6 14:18:28 17,79287 26,59992 17,42414 534,0074 0,008936683 0,639617547
7 14:19:29 17,87881 27,62334 17,83037 529,5021 0,009293079 0,637641131
8 14:20:29 17,94522 28,33429 17,79912 534,2053 0,009997346 0,633735578
9 14:21:30 18,02335 28,89727 17,89678 535,0424 0,010398297 0,631512075
10 14:22:30 18,07413 29,34259 18,07256 535,5142 0,010524091 0,630814481
11 14:23:31 18,12882 29,77227 18,08038 534,2966 0,010986716 0,628248963
12 14:24:31 18,1874 30,14727 18,21319 532,6071 0,011179245 0,627181284
13 14:25:32 18,28117 30,4129 18,38117 535,7121 0,011136327 0,627419287
14 14:26:32 18,34757 30,65509 18,39678 536,4427 0,011379687 0,626069718
15 14:27:33 18,33585 30,96759 18,18975 536,8232 0,012037427 0,622422181
16 14:28:33 18,37882 31,13164 18,35381 537,295 0,011914163 0,62310575
17 14:29:34 18,49211 31,31915 18,59211 535,9708 0,011779597 0,623851992
18 14:30:34 18,50381 31,49884 18,50225 535,6208 0,012133724 0,621888158
19 14:31:35 18,57024 31,63947 18,49445 537,2037 0,012305211 0,620937166
62
20 14:32:35 18,6249 31,7957 18,57647 540,674 0,012269556 0,621134893
21 14:33:36 18,65225 31,97539 18,62726 538,4213 0,012418825 0,620307112
22 14:34:36 18,67569 32,1004 18,77569 534,4792 0,012371585 0,620569084
23 14:35:37 18,6874 32,30352 18,63507 538,7106 0,012734834 0,618554666
24 14:36:37 18,71084 32,42852 18,83819 540,1108 0,012463165 0,620061223
25 14:37:38 18,75381 32,52227 19,02959 538,5127 0,01227167 0,621123172
26 14:38:38 18,83975 32,56134 18,81475 538,6192 0,012784162 0,618281115
27 14:39:39 18,86709 32,56134 19,06475 538,7106 0,012343297 0,620725958
28 14:40:39 18,87491 32,67073 19,32257 540,5826 0,011932034 0,623006643
29 14:41:40 18,90225 32,84258 18,77569 540,9479 0,013119055 0,616423947
30 14:42:40 18,91006 32,92852 18,93584 537,3864 0,012995212 0,617110725
31 14:43:41 18,92959 32,99883 18,92803 539,7303 0,013036474 0,616881903
32 14:44:41 18,94131 33,0379 18,81475 539,5477 0,013297907 0,615432111
33 14:45:42 18,95303 33,12383 19,20147 539,0759 0,012682741 0,618843551
34 14:46:42 18,98038 33,13164 18,85381 537,6755 0,013395068 0,614893296
63
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,686
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,819 3E-7
y = 3E-07x2 - 5,8193x + 0,6867R² = 1
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,67
0,68
0,69
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
64
26 de octubre (2) del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 15:30:29 18,05852 19,23507 18,81006 522,4855 -
0,000312478 0,688411816
2 15:31:29 18,121 19,27413 18,97412 523,5966 -
0,000528183 0,689668447
3 15:32:30 18,27725 20,22334 18,95069 526,7776 0,00056875 0,683278072
4 15:33:30 18,40225 22,13741 18,92725 529,5934 0,002535115 0,671822683
5 15:34:31 18,48819 24,33662 19,0874 527,1582 0,00441045 0,660897597
6 15:35:31 18,57803 26,21553 19,15381 529,1216 0,006128969 0,650886073
7 15:36:32 18,6796 27,66866 19,00146 531,5721 0,007849678 0,640861789
8 15:37:32 18,72647 28,77803 19,10303 528,6498 0,008794518 0,635357467
9 15:38:33 18,7421 29,51289 19,11476 533,9161 0,009388619 0,631896427
10 15:39:33 18,78897 30,0754 19,16163 534,2966 0,009864474 0,629124254
11 15:40:34 18,8671 30,55196 19,36866 533,8248 0,010004912 0,628306111
12 15:41:34 18,98819 30,87228 19,46241 534,2053 0,010235438 0,626963143
13 15:42:35 18,97647 31,15353 19,25147 535,9708 0,010846729 0,623401961
14 15:43:35 19,01945 31,41914 19,36866 534,2053 0,010952035 0,622788484
15 15:44:36 19,0546 31,70821 19,68115 537,9495 0,010596264 0,624861087
16 15:45:36 19,14053 31,88791 19,81787 533,3529 0,010680264 0,624371729
17 15:46:37 19,21865 32,11446 19,59522 531,8613 0,01141526 0,620089887
65
18 15:47:37 19,29678 32,29415 19,57178 534,7684 0,011638094 0,618791729
19 15:48:38 19,28115 32,42695 19,7085 538,9845 0,01140209 0,620166609
20 15:49:38 19,27725 32,62227 19,70069 537,2037 0,011632589 0,618823798
21 15:50:39 19,34365 32,80977 19,74365 535,8034 0,011819746 0,617733486
22 15:51:39 19,37881 32,95039 19,90381 539,639 0,011601812 0,619003099
23 15:52:40 19,46475 33,03633 19,81787 536,2753 0,011995089 0,616711994
24 15:53:40 19,496 33,18479 19,91944 539,7303 0,011896599 0,617285764
25 15:54:41 19,47256 33,30976 19,79834 538,8019 0,012236074 0,615308095
26 15:55:41 19,55069 33,38789 19,89991 541,6177 0,012129183 0,615930809
27 15:56:42 19,50381 33,46602 19,92725 538,5127 0,012177364 0,615650122
28 15:57:42 19,59756 33,59102 19,87256 540,5826 0,012434233 0,614153687
29 15:58:43 19,61709 33,55977 20,09523 541,2371 0,01199696 0,616701093
30 15:59:43 19,58975 33,73164 19,98975 542,3635 0,012299768 0,614937038
31 16:00:44 19,58195 33,74727 19,80616 529,5934 0,012950407 0,611146628
32 16:01:44 19,60147 33,79414 20,38038 541,709 0,011662027 0,618652304
33 16:02:45 19,59756 33,84102 20,22413 542,7288 0,011967598 0,616872149
34 16:03:45 19,57803 33,87228 20,35304 540,9479 0,011779536 0,617967738
35 16:04:46 19,58975 33,85665 20,1421 544,1443 0,012094402 0,616133429
36 16:05:46 19,5585 34,00509 19,8335 542,6526 0,012804315 0,611997709
37 16:06:47 19,58975 34,01289 20,18897 540,5826 0,012231896 0,615332437
66
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,686
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,825 6E-8
y = 6E-08x2 - 5,8257x + 0,6866R² = 1
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,67
0,68
0,69
0,7
-0,002 0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
67
26 de octubre (3) del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 14:13:26 17,27334 18,19366 17,02569 503,7947 0,001404957 0,665269822
2 14:14:26 17,37491 19,16632 17,12725 509,335 0,002244819 0,659336346
3 14:15:27 17,57024 21,08038 17,32257 526,7776 0,00380187 0,648336058
4 14:16:27 17,6249 23,24444 17,4007 530,3545 0,005720645 0,634780251
5 14:17:28 17,74209 25,11553 17,51788 534,0074 0,007323737 0,623454689
6 14:18:28 17,79287 26,59992 17,42414 534,0074 0,008936683 0,612059513
7 14:19:29 17,87881 27,62334 17,83037 529,5021 0,009293079 0,609541639
8 14:20:29 17,94522 28,33429 17,79912 534,2053 0,009997346 0,604566122
9 14:21:30 18,02335 28,89727 17,89678 535,0424 0,010398297 0,601733469
10 14:22:30 18,07413 29,34259 18,07256 535,5142 0,010524091 0,600844761
11 14:23:31 18,12882 29,77227 18,08038 534,2966 0,010986716 0,597576396
12 14:24:31 18,1874 30,14727 18,21319 532,6071 0,011179245 0,596216216
13 14:25:32 18,28117 30,4129 18,38117 535,7121 0,011136327 0,596519422
14 14:26:32 18,34757 30,65509 18,39678 536,4427 0,011379687 0,594800125
15 14:27:33 18,33585 30,96759 18,18975 536,8232 0,012037427 0,59015331
16 14:28:33 18,37882 31,13164 18,35381 537,295 0,011914163 0,59102415
17 14:29:34 18,49211 31,31915 18,59211 535,9708 0,011779597 0,591974832
18 14:30:34 18,50381 31,49884 18,50225 535,6208 0,012133724 0,589472987
19 14:31:35 18,57024 31,63947 18,49445 537,2037 0,012305211 0,588261461
68
20 14:32:35 18,6249 31,7957 18,57647 540,674 0,012269556 0,588513357
21 14:33:36 18,65225 31,97539 18,62726 538,4213 0,012418825 0,587458798
22 14:34:36 18,67569 32,1004 18,77569 534,4792 0,012371585 0,58779254
23 14:35:37 18,6874 32,30352 18,63507 538,7106 0,012734834 0,585226253
24 14:36:37 18,71084 32,42852 18,83819 540,1108 0,012463165 0,587145545
25 14:37:38 18,75381 32,52227 19,02959 538,5127 0,01227167 0,588498425
26 14:38:38 18,83975 32,56134 18,81475 538,6192 0,012784162 0,58487776
27 14:39:39 18,86709 32,56134 19,06475 538,7106 0,012343297 0,58799239
28 14:40:39 18,87491 32,67073 19,32257 540,5826 0,011932034 0,590897891
29 14:41:40 18,90225 32,84258 18,77569 540,9479 0,013119055 0,582511802
30 14:42:40 18,91006 32,92852 18,93584 537,3864 0,012995212 0,58338673
31 14:43:41 18,92959 32,99883 18,92803 539,7303 0,013036474 0,583095219
32 14:44:41 18,94131 33,0379 18,81475 539,5477 0,013297907 0,581248243
33 14:45:42 18,95303 33,12383 19,20147 539,0759 0,012682741 0,58559428
34 14:46:42 18,98038 33,13164 18,85381 537,6755 0,013395068 0,580561814
35 14:47:43 19,02335 33,12383 19,07256 537,0059 0,013037157 0,583090397
36 14:48:43 18,96866 33,27228 19,01788 532,8811 0,013328658 0,58103099
37 14:49:44 19,03115 33,28008 19,00616 540,2935 0,013232539 0,581710052
38 14:50:44 19,02725 33,30352 18,87334 539,4564 0,013517395 0,5796976
39 14:51:45 19,03898 33,36602 19,06085 537,1124 0,013296379 0,581259037
40 14:52:45 19,02335 33,40509 19,25226 538,7106 0,012923377 0,583894231
41 14:53:46 19,03898 33,4129 19,41241 535,7121 0,012718641 0,585340651
42 14:54:46 19,0585 33,38946 19,25616 537,7668 0,012956955 0,583657009
43 14:55:47 19,06241 33,51447 19,18585 538,1474 0,013198224 0,581952483
44 14:56:47 19,14053 33,45196 18,86553 539,7303 0,013767459 0,577930936
69
45 14:57:48 19,12882 33,48322 19,15459 539,4564 0,013256734 0,581539121
46 14:58:48 19,13272 33,49103 18,9085 538,4213 0,013750153 0,578053207
47 14:59:49 19,11319 33,4754 18,9124 540,7653 0,01365083 0,578754905
48 15:00:49 19,14053 33,55353 19,04131 540,1108 0,013526336 0,579634433
49 15:01:50 19,1796 33,56915 19,4046 540,9479 0,012884374 0,584169779
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,675
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
7,064 2E-10
y = 2E-10x2 - 7,0648x + 0,6752R² = 1
0,57
0,58
0,59
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,67
0,001 0,003 0,005 0,007 0,009 0,011 0,013 0,015
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
70
27 de octubre del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 16:13:53 17,96397 25,99678 16,77024 432,428 0,012048561 0,590053363
2 16:14:54 17,91709 27,45773 16,821 434,9117 0,013488738 0,57987732
3 16:15:54 17,921 28,47334 16,89912 433,8024 0,014518246 0,572602996
4 16:16:55 17,94053 29,25508 17,39132 439,1325 0,014133513 0,575321451
5 16:17:55 18,01475 29,91914 17,64132 438,707 0,014418792 0,573305721
6 16:18:56 18,10069 30,34884 17,40303 438,8745 0,015543703 0,565357294
7 16:19:56 18,10069 30,84101 17,70381 438,3582 0,015437238 0,566109557
8 16:20:57 18,18662 31,12227 17,91475 436,0349 0,015456779 0,565971487
9 16:21:57 18,22959 31,43478 17,73117 440,0814 0,016135685 0,561174451
10 16:22:58 18,296 31,72383 18,17256 440,0814 0,015536569 0,565407704
11 16:23:58 18,40538 32,00508 17,83271 440,4302 0,016739361 0,556908986
12 16:24:59 18,40538 32,25508 17,63741 438,9582 0,017525177 0,551356548
13 16:25:59 18,46787 32,43478 18,04365 440,9465 0,016799487 0,556484144
14 16:27:00 18,44444 32,60666 18,66477 437,0675 0,015697301 0,564272001
15 16:28:00 18,56163 32,91914 18,83271 439,7326 0,015708808 0,564190692
16 16:29:01 18,60851 33,07539 18,5085 442,3976 0,016576604 0,558058994
17 16:30:01 18,72569 33,28633 18,57882 443,3464 0,016752566 0,556815677
18 16:31:02 18,76866 33,45039 18,57101 444,9023 0,016944203 0,555461605
19 16:32:02 18,78038 33,51289 17,6843 443,8627 0,019065209 0,540474949
71
20 16:33:03 18,74913 33,70821 17,95381 444,2883 0,018624978 0,54358554
21 16:34:03 18,79211 33,74728 18,071 444,7209 0,018435596 0,544923681
22 16:35:04 18,76085 33,84101 18,09053 436,4675 0,018811023 0,542270984
23 16:36:04 18,72569 33,90351 18,07881 443,8627 0,018554814 0,544081307
24 16:37:05 18,73351 33,96602 17,66085 443,9534 0,019571683 0,536896293
25 16:38:05 18,71398 33,97383 18,68819 443,179 0,017274544 0,553127476
26 16:39:06 18,79992 34,05977 18,07491 443,9534 0,018819396 0,542211816
27 16:40:06 18,80381 34,18477 18,20381 445,7604 0,018598512 0,543772549
28 16:41:07 18,81553 34,27071 18,31709 444,2046 0,018518561 0,544337466
29 16:42:07 18,85071 34,33321 18,19991 446,0115 0,01881577 0,542237437
30 16:43:08 18,80772 34,30977 18,62961 447,0441 0,017736807 0,549861203
31 16:44:08 18,85851 34,34102 18,53194 443,5209 0,018190405 0,546656157
32 16:45:09 18,92881 34,38791 18,35225 445,0697 0,018662493 0,543320471
33 16:46:09 18,91709 34,45039 18,61398 445,2371 0,018124635 0,547120878
34 16:47:10 18,92881 34,41134 17,34835 443,2627 0,021029798 0,526593504
35 16:48:10 18,93271 34,31758 17,90693 446,3604 0,019531784 0,537178208
36 16:49:11 18,94443 34,30977 18,446 447,7418 0,018271915 0,546080226
37 16:50:11 18,94053 34,50509 18,91865 443,0883 0,017613103 0,550735273
38 16:51:12 18,99522 34,58322 18,87178 446,2767 0,017741101 0,549830864
39 16:52:12 19,00303 34,73947 19,17647 446,0115 0,017252425 0,553283763
40 16:53:13 19,03037 34,73947 19,00459 446,6255 0,017644156 0,55051586
41 16:54:13 19,05381 34,78634 19,42647 446,7092 0,01677513 0,556656245
42 16:55:14 19,05772 34,84101 19,20772 447,0441 0,017317408 0,552824606
43 16:56:14 19,10459 34,94258 18,57882 446,1022 0,018930113 0,541429513
44 16:57:15 19,07725 34,9582 18,75071 443,6883 0,018632484 0,543532509
72
45 16:58:15 19,10459 34,96602 18,80537 449,458 0,018310799 0,545805478
46 16:59:16 19,10069 35,05977 18,77805 447,7418 0,018542338 0,544169459
47 17:00:16 19,07334 35,03633 18,9499 450,3161 0,017998324 0,548013372
48 17:01:17 19,12022 35,08321 19,96944 448,2441 0,015911587 0,562757891
49 17:02:17 19,13194 35,24727 18,95772 443,179 0,018574628 0,543941308
50 17:03:18 19,15537 35,34102 19,23115 447,8255 0,017902163 0,548692829
51 17:04:18 19,13584 35,31758 19,48507 444,0371 0,017434669 0,551996057
52 17:05:19 19,12412 35,33321 19,42647 447,651 0,017429191 0,552034762
53 17:06:19 19,14365 35,33321 19,87178 449,6254 0,016383972 0,559420101
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,675
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
7,065 2E-10
y = 2E-10x2 - 7,0658x + 0,6752R² = 1
0,52
0,53
0,54
0,55
0,56
0,57
0,58
0,59
0,6
0,011 0,013 0,015 0,017 0,019 0,021 0,023
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
73
28 de octubre del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 16:13:53 16,84834 17,24678 16,946 423,6444 0,000239729 0,674187984
2 16:14:54 16,96944 17,64132 16,99287 428,6327 0,000729086 0,67076644
3 16:15:54 17,10616 19,21944 17,03193 430,0071 0,002629887 0,65747618
4 16:16:55 17,22725 21,53194 17,27803 431,2141 0,0048736 0,641788304
5 16:17:55 17,28194 23,83271 17,60225 430,2722 0,00686792 0,627844166
6 16:18:56 17,36006 25,81709 17,55928 431,3048 0,009342106 0,610544842
7 16:19:56 17,41084 27,24678 17,6843 435,7698 0,010658173 0,601342995
8 16:20:57 17,47334 28,19991 17,64524 436,4675 0,011894093 0,592701536
9 16:21:57 17,5671 28,9582 17,76632 435,1698 0,012630311 0,587553952
10 16:22:58 17,61788 29,5754 17,84053 436,6349 0,01318289 0,58369036
11 16:23:58 17,66085 30,16133 17,86006 437,4093 0,013833794 0,579139292
12 16:24:59 17,74679 30,66133 17,96944 438,2744 0,01422538 0,576401347
13 16:25:59 17,78975 30,99726 18,06319 438,3582 0,014440964 0,574894001
14 16:27:00 17,84834 31,3254 18,12178 438,9582 0,014728259 0,572885257
15 16:28:00 17,89131 31,6379 18,14131 439,6488 0,015064968 0,570531013
16 16:29:01 17,98506 31,85664 18,40694 438,2744 0,014862629 0,571945748
17 16:30:01 17,97725 32,14571 18,44991 440,5977 0,015005911 0,570943932
18 16:31:02 18,02803 32,41915 18,37569 441,0302 0,015527055 0,567300136
19 16:32:02 18,03584 32,64572 18,65693 441,1907 0,015149571 0,569939471
74
20 16:33:03 18,10616 32,84101 18,5007 440,5977 0,015825968 0,565210158
21 16:34:03 18,196 33,10664 18,46944 436,0349 0,016470883 0,560700955
22 16:35:04 18,16475 33,2004 18,81318 439,3907 0,015633911 0,566553006
23 16:36:04 18,28975 33,37228 18,8874 439,8232 0,015787287 0,565480612
24 16:37:05 18,30146 33,48165 18,97334 441,5465 0,015668146 0,566313636
25 16:38:05 18,27803 33,60666 18,87568 440,2488 0,016051526 0,563633072
26 16:39:06 18,32882 33,70821 18,85225 443,6046 0,016154623 0,562912226
27 16:40:06 18,25069 33,87226 18,77024 441,7976 0,016503564 0,560472454
28 16:41:07 18,2585 33,93477 19,10616 441,4627 0,015834803 0,565148381
29 16:42:07 18,29756 34,04414 18,74287 442,7465 0,01677705 0,558560264
30 16:43:08 18,29756 34,16914 18,96944 440,7581 0,016480491 0,560633778
31 16:44:08 18,36006 34,20821 19,03193 444,0371 0,01633243 0,561669009
32 16:45:09 18,3874 34,28633 19,11006 442,0488 0,016348433 0,561557122
33 16:46:09 18,32491 34,37228 19,02022 441,0302 0,016616492 0,559682867
34 16:47:10 18,32882 34,42696 19,22335 442,8302 0,016156396 0,562899829
35 16:48:10 18,37179 34,48165 19,27803 439,1325 0,016279118 0,562041761
36 16:49:11 18,40694 34,51289 19,32882 443,2627 0,01608774 0,563379867
37 16:50:11 18,45381 34,52852 19,00068 443,6883 0,016882314 0,557824266
38 16:51:12 18,4421 34,66914 19,58664 443,3464 0,01571904 0,565957786
39 16:52:12 18,49288 34,72383 19,46554 441,3651 0,016183461 0,56271059
40 16:53:13 18,53194 34,66133 19,45381 442,2302 0,016151825 0,562931785
41 16:54:13 18,52023 34,7004 19,24288 440,6814 0,01671828 0,558971177
42 16:55:14 18,52023 34,77853 19,54367 440,8628 0,016117735 0,563170139
43 16:56:14 18,52413 34,8332 19,32491 440,4302 0,016696755 0,55912168
44 16:57:15 18,5046 34,88789 19,43037 442,8302 0,016407813 0,561141941
75
45 16:58:15 18,5007 34,88789 19,5007 442,1534 0,016269455 0,562109325
46 16:59:16 18,48116 34,88789 19,40694 442,9976 0,016428046 0,56100047
47 17:00:16 18,52804 34,81758 19,57882 443,9534 0,015979132 0,564139244
48 17:01:17 18,49288 34,90351 18,99287 444,386 0,017339261 0,554629321
49 17:02:17 18,48116 34,86445 19,48116 443,9534 0,016199099 0,562601253
50 17:03:18 18,5046 34,98946 19,60225 443,0883 0,016124957 0,563119644
51 17:04:18 18,51631 34,98164 19,29366 445,586 0,016731484 0,558878856
52 17:05:19 18,48897 35,09883 19,36787 443,4302 0,016746784 0,558771875
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,675
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
6,991 5E-8
y = 5E-08x2 - 6,9919x + 0,6759R² = 1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
76
28 de octubre 2 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 17:38:16 17,96319 22,921 19,41398 439,4814 0,002339382 0,667476292
2 17:38:46 17,94757 23,1046 19,52334 439,9139 0,002279412 0,667828406
3 17:39:16 18,02179 23,52647 19,44913 441,1907 0,003003236 0,663489365
4 17:39:47 18,03741 24,21398 19,76553 442,9976 0,003070367 0,663063666
5 17:40:17 18,01398 25,15928 19,46866 443,8627 0,004771678 0,652886567
6 17:40:47 18,02961 26,17101 19,70693 444,2046 0,005388013 0,649190323
7 17:41:17 18,00616 27,18272 19,58194 445,1534 0,00676733 0,640933913
8 17:41:48 18,00616 28,1671 19,38272 444,7209 0,008328617 0,631603257
9 17:42:18 18,02961 29,03429 19,4843 442,9976 0,009136957 0,626780655
10 17:42:48 18,03741 29,73789 19,51553 445,3278 0,009817757 0,622685942
11 17:43:18 18,04524 30,4332 19,44913 445,2371 0,010758515 0,617060734
12 17:43:49 18,06085 30,89414 19,39054 443,2627 0,011476163 0,612787382
13 17:44:19 18,06866 31,26914 19,57024 444,7209 0,011464854 0,612836814
14 17:44:49 18,05304 31,62852 19,62881 443,9534 0,011739903 0,611196956
15 17:45:19 18,03351 31,9254 19,43741 445,9278 0,012428122 0,607066687
16 17:45:50 18,17805 32,21447 19,60147 443,6883 0,012609731 0,605996695
17 17:46:20 18,16632 32,47227 19,61709 441,0302 0,012929285 0,604109409
18 17:46:50 18,20928 32,68321 19,6835 444,2883 0,012970733 0,603829348
19 17:47:20 18,19758 32,82383 19,7499 444,4697 0,012961075 0,603883667
77
20 17:47:51 18,18975 33,03478 19,66397 443,4302 0,013414276 0,601184523
21 17:48:21 18,21318 33,18322 19,53898 444,6371 0,01385224 0,598556575
22 17:48:51 18,221 33,31602 19,871 443,6883 0,013292012 0,60190801
23 17:49:21 18,19366 33,4332 19,746 443,3464 0,013685529 0,599560445
24 17:49:52 18,27569 33,51133 19,90225 441,1907 0,013579751 0,600209253
25 17:50:22 18,26397 33,65196 19,74209 438,707 0,014168625 0,596714121
26 17:50:52 18,36553 33,67539 19,74209 439,8232 0,014274759 0,596068761
27 17:51:22 18,2874 33,82383 19,76553 440,0814 0,014293004 0,595956577
28 17:51:53 18,29131 33,94884 19,746 439,0488 0,014517919 0,594621353
29 17:52:23 18,31475 33,97228 19,79678 440,0814 0,01442173 0,59518571
30 17:52:53 18,33037 34,01134 19,75772 439,9139 0,014578159 0,594252554
31 17:53:23 18,36162 34,09728 19,93741 442,8302 0,014208697 0,596430523
32 17:53:54 18,26787 34,1754 19,76944 443,5209 0,014547668 0,594400712
33 17:54:24 18,33428 34,14415 19,91397 442,0488 0,014308929 0,595838889
34 17:54:54 18,36553 34,26915 20,01553 441,9651 0,014258615 0,596137967
35 17:55:24 18,35381 34,33166 20,00772 442,4814 0,01431702 0,595783929
36 17:55:55 18,34991 34,4332 20,00772 440,7581 0,014483761 0,594802689
37 17:56:25 18,36553 34,54258 19,96866 433,8861 0,014947229 0,592096053
38 17:56:55 18,44757 34,5504 19,72647 438,0093 0,015462035 0,588984031
39 17:57:25 18,42803 34,53477 19,85537 441,8813 0,014995045 0,591737602
40 17:57:56 18,43584 34,6129 20,08975 442,4814 0,014542125 0,594435134
41 17:58:26 18,38897 34,6207 20,07022 442,9139 0,014527914 0,594516592
42 17:58:56 18,44757 34,67539 19,94913 442,6628 0,014937668 0,592070968
43 17:59:26 18,49444 34,67539 20,07413 442,5651 0,014711474 0,593421691
78
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,685
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,970 0,97
y = 0,9791x2 - 5,9997x + 0,6815R² = 1
0,58
0,59
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,67
0,68
0,001 0,003 0,005 0,007 0,009 0,011 0,013 0,015 0,017
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
79
29 de octubre del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 15:59:14 16,84287 19,47726 17,21553 397,5555 0,002375857 0,661367724
2 15:59:44 16,91709 19,57491 17,18818 399,561 0,002647456 0,659518458
3 16:00:14 17,02256 19,93037 17,24288 401,1479 0,003075138 0,656606448
4 16:00:44 17,09287 20,42647 17,39132 400,9791 0,003412522 0,654309259
5 16:01:14 17,15147 21,20381 17,42257 401,7219 0,004368868 0,647797671
6 16:01:44 17,28038 21,95772 17,55538 400,8102 0,005148746 0,642487622
7 16:02:14 17,31163 22,85615 17,46163 402,0662 0,006521961 0,633137652
8 16:02:45 17,35069 23,80928 17,5007 402,6402 0,007647734 0,625472468
9 16:03:15 17,38975 24,6843 17,48897 404,558 0,008770201 0,61782979
10 16:03:45 17,43663 25,49678 17,63741 405,4763 0,009443943 0,613242404
11 16:04:15 17,50303 26,23115 17,87568 403,2277 0,00989865 0,610146383
12 16:04:46 17,51476 26,86397 18,03584 403,2277 0,010300694 0,607408943
13 16:05:16 17,56163 27,3796 18,03584 404,4702 0,010964405 0,602889853
14 16:05:46 17,53429 27,77024 17,75851 403,3087 0,012134018 0,594926168
15 16:06:16 17,55773 28,23898 18,07881 405,0577 0,011898416 0,59653034
16 16:06:47 17,57726 28,58272 17,97725 406,6378 0,012548612 0,592103272
17 16:07:17 17,65147 28,8957 17,97334 406,8876 0,013026312 0,588850696
18 16:07:47 17,65538 29,19258 18,00459 406,6378 0,013327315 0,586801225
19 16:08:17 17,67882 29,44258 18,25069 408,2179 0,013007783 0,588976858
80
20 16:08:48 17,76477 29,7004 18,43429 407,2253 0,013010722 0,588956852
21 16:09:18 17,76085 29,94258 18,23506 408,4677 0,013750549 0,583919502
22 16:09:48 17,76085 30,13789 18,15694 409,8048 0,014134608 0,581304515
23 16:10:18 17,77258 30,37228 17,99678 409,3861 0,01484088 0,576495633
24 16:10:49 17,80381 30,52072 18,09834 408,7986 0,014833527 0,5765457
25 16:11:19 17,85851 30,74728 18,27803 403,5518 0,014929595 0,575891588
26 16:11:49 17,91318 30,90351 18,33272 405,1387 0,014996407 0,575436676
27 16:12:19 17,91709 31,10664 18,18818 407,3873 0,015522538 0,571854345
28 16:12:50 17,95225 31,21602 18,35225 408,9674 0,015238097 0,573791053
29 16:13:20 17,96006 31,36445 18,28194 407,2253 0,015667777 0,570865444
30 16:13:50 17,9874 31,47383 18,41084 407,644 0,015503172 0,571986208
31 16:14:20 17,99522 31,59883 18,46554 408,7986 0,01548803 0,572089306
32 16:14:51 18,06553 31,77073 18,73507 408,8864 0,015121706 0,574583539
33 16:15:21 18,08506 31,81758 18,68038 407,3063 0,015396128 0,572715049
34 16:15:51 18,07334 31,95039 18,66866 409,4672 0,015491363 0,572066613
35 16:16:21 18,12803 32,05196 18,64913 409,7238 0,015720017 0,57050975
36 16:16:52 18,16709 32,13789 18,86006 409,9668 0,015348633 0,573038434
37 16:17:22 18,14756 32,22383 18,84834 410,8852 0,015423663 0,572527567
38 16:17:52 18,21006 32,30977 18,55538 410,4665 0,01633394 0,566329661
39 16:18:22 18,15537 32,40352 18,60225 411,054 0,016244082 0,566941483
40 16:18:53 18,19444 32,51289 18,76632 409,8048 0,016074348 0,568097172
41 16:19:23 18,20616 32,62227 18,80146 408,38 0,016192651 0,567291666
42 16:19:53 18,17881 32,72383 18,80146 409,7238 0,016230104 0,567036656
43 16:20:23 18,2335 32,77853 19,05537 409,3051 0,015759992 0,570237568
44 16:20:54 18,24522 32,81758 18,66866 408,2989 0,016808128 0,563101
81
45 16:21:24 18,27647 32,91914 18,72334 409,8048 0,016774974 0,563326735
46 16:21:54 18,22178 33,01289 18,89522 408,7176 0,016446845 0,565560908
47 16:22:24 18,27647 33,04414 18,87568 410,1289 0,016542665 0,564908487
48 16:22:55 18,31553 33,17696 18,86397 410,0479 0,016784076 0,563264765
49 16:23:25 18,31163 33,13008 19,05928 409,9668 0,01624906 0,566907592
50 16:23:55 18,2921 33,20821 19,26241 412,2155 0,015738722 0,570382392
51 16:24:25 18,33898 33,23164 19,16084 410,8852 0,016122435 0,567769756
52 16:24:56 18,34288 33,28633 18,98897 410,1289 0,016642658 0,564227653
53 16:25:26 18,32335 33,31758 19,12178 408,9674 0,016379508 0,56601939
54 16:25:56 18,2921 33,30196 19,20772 405,976 0,016230787 0,567032008
55 16:26:26 18,39366 33,41134 19,03975 408,2989 0,016808152 0,563100833
56 16:26:57 18,31553 33,45821 19,06319 410,3045 0,016630771 0,564308592
57 16:27:27 18,38975 33,42696 19,11006 411,7158 0,016512106 0,565116556
58 16:27:57 18,3585 33,49728 19,32882 409,8048 0,016102959 0,567902364
59 16:28:27 18,38194 33,5754 19,44991 410,8042 0,015892632 0,569334444
60 16:28:58 18,40538 33,59103 19,39913 410,2234 0,01608654 0,568014162
61 16:29:28 18,37412 33,61446 19,29756 409,6292 0,016348273 0,566232067
62 16:29:58 18,36241 33,67695 19,0124 408,9674 0,01713408 0,560881651
63 16:30:28 18,33506 33,65353 19,1335 409,8858 0,016738309 0,563576385
64 16:30:59 18,40146 33,66914 19,27022 408,2179 0,016572228 0,5647072
65 16:31:29 18,41319 33,70821 19,73507 409,4672 0,015448441 0,572358858
66 16:31:59 18,37803 33,7004 19,39913 408,7986 0,016242925 0,566949362
67 16:32:29 18,42492 33,77073 19,22335 409,9668 0,01676837 0,563371702
68 16:33:00 18,38194 33,77853 19,42647 400,7292 0,016604143 0,564489893
69 16:33:30 18,37022 33,76289 19,39132 406,5568 0,016418948 0,565750853
82
70 16:34:00 18,40146 33,79415 19,32491 409,6292 0,016534209 0,564966059
71 16:34:30 18,36632 33,76289 19,61398 410,4665 0,015715351 0,57054152
72 16:35:01 18,37022 33,86445 19,59444 409,3051 0,01593651 0,569035684
73 16:35:31 18,35069 33,75508 19,22725 408,1436 0,016723611 0,563676455
74 16:36:01 18,35069 33,77073 19,09834 407,9613 0,017066251 0,561343483
75 16:36:31 18,37412 33,77073 19,29756 410,2234 0,016515062 0,565096429
76 16:37:02 18,42882 33,73166 19,52804 411,135 0,015936858 0,569033319
77 16:37:32 18,38585 33,80976 19,70772 410,5475 0,015564788 0,571566671
78 16:38:02 18,44053 33,86445 19,31709 410,8852 0,01663579 0,564274414
79 16:38:32 18,421 33,8957 19,52023 410,1289 0,016185448 0,567340713
80 16:39:03 18,44444 33,87226 19,34443 409,8048 0,016627233 0,564332677
81 16:39:33 18,45226 33,92695 19,15303 409,7238 0,017173947 0,560610199
82 16:40:03 18,42492 33,97383 19,22725 409,5482 0,017023942 0,561631555
83 16:40:33 18,45616 34,02852 19,2585 407,7249 0,017128804 0,560917571
84 16:41:04 18,43663 34,01289 19,41476 405,8004 0,016781649 0,563281286
85 16:41:34 18,43663 34,0207 19,84443 410,7164 0,015544144 0,571707234
86 16:42:04 18,44053 34,04414 19,5671 410,3045 0,016268978 0,56677197
87 16:42:34 18,44835 34,09883 19,52413 411,6347 0,016396723 0,565902182
88 16:43:05 18,47179 34,09883 19,37569 412,7152 0,01674186 0,563552206
89 16:43:35 18,45226 34,17696 19,62961 411,9724 0,016226815 0,567059051
90 16:44:05 18,47569 34,17696 19,45381 411,7158 0,016692376 0,563889131
91 16:44:35 18,44835 34,10664 19,9499 412,884 0,015325358 0,573196912
92 16:45:06 18,40538 34,13789 19,43429 412,5531 0,016573248 0,56470025
93 16:45:36 18,45226 34,16133 19,58272 411,4727 0,016341485 0,566278284
94 16:46:06 18,47569 34,08321 19,53194 411,7968 0,016385533 0,565978371
83
95 16:46:36 18,47569 34,08321 19,45381 410,3855 0,016632264 0,564298423
96 16:47:07 18,44835 34,10664 19,30146 408,1436 0,017092109 0,56116742
97 16:47:37 18,47179 34,08321 19,52413 409,5482 0,016489805 0,5652684
98 16:48:07 18,44444 34,05196 20,02022 408,4677 0,015247179 0,573729219
99 16:48:37 18,40929 34,04414 19,66477 411,5537 0,015944323 0,568982492
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,677
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
6,808 3E-7
y = 3E-07x2 - 6,8088x + 0,6775R² = 1
0,54
0,56
0,58
0,6
0,62
0,64
0,66
0,68
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
84
29 de octubre 2 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 15:59:14 17,63975 20,51241 18,76632 402,0662 0,00077042 0,672210516
2 15:59:44 17,56554 20,48897 18,84443 406,7256 0,000449505 0,674398423
3 16:00:14 17,65147 20,821 18,87959 409,0485 0,000871889 0,671518732
4 16:00:44 17,62804 21,42257 19,15694 409,7238 0,000899057 0,671333512
5 16:01:14 17,68664 22,30146 19,16475 408,38 0,002030707 0,663618267
6 16:01:44 17,74524 23,23115 18,92647 409,6292 0,003812533 0,651470314
7 16:02:14 17,78819 24,26632 19,14131 409,0485 0,004610566 0,646029572
8 16:02:45 18,05147 24,8335 19,80693 406,1381 0,004027091 0,650007527
9 16:03:15 18,02023 24,2007 19,67413 407,0564 0,00352859 0,653406156
10 16:03:45 18,02023 24,02882 19,84991 399,561 0,002939764 0,657420591
11 16:04:15 18,11398 24,16944 19,94366 406,3069 0,002948633 0,657360123
12 16:04:46 18,11398 24,57178 20,14678 412,2965 0,002901068 0,657684411
13 16:05:16 18,10616 25,23585 20,06085 411,4727 0,003913151 0,65078433
14 16:05:46 18,17257 26,021 20,02959 410,3855 0,005037203 0,64312089
15 16:06:16 18,14132 26,75928 20,14678 410,9662 0,005605132 0,639248918
16 16:06:47 18,20772 27,49366 19,9124 412,0534 0,007130848 0,628847055
17 16:07:17 18,20772 28,2046 19,88897 411,054 0,008069962 0,622444461
18 16:07:47 18,25851 28,85303 20,03741 406,1381 0,008662965 0,618401547
19 16:08:17 18,28585 29,34524 19,9124 411,6347 0,00948206 0,612817202
85
20 16:08:48 18,33271 29,68946 20,06475 411,054 0,009600527 0,612009532
21 16:09:18 18,33271 30,13478 20,28741 412,8029 0,009559853 0,612286835
22 16:09:48 18,30928 30,38479 20,11553 415,1259 0,010193305 0,607968149
23 16:10:18 18,36787 30,73633 20,39288 414,0387 0,010045486 0,608975935
24 16:10:49 18,37568 30,9629 20,02959 415,3824 0,011169708 0,601311334
25 16:11:19 18,3835 31,17383 20,03741 415,6255 0,011407517 0,599690021
26 16:11:49 18,39131 31,44728 19,99444 415,7066 0,011846949 0,596694106
27 16:12:19 18,37959 31,56445 20,16241 416,6249 0,011544221 0,598758014
28 16:12:50 18,42256 31,77539 19,7249 415,7066 0,012927567 0,589326782
29 16:13:20 18,41084 31,9629 20,01788 416,1252 0,012421718 0,592775506
30 16:13:50 18,46944 32,09571 20,39678 417,0436 0,01171531 0,597591584
31 16:14:20 18,46944 32,24415 20,22492 414,5451 0,012379534 0,593063108
32 16:14:51 18,46553 32,31446 20,54524 416,6249 0,011628578 0,598182898
33 16:15:21 18,48115 32,40821 20,33429 413,8023 0,012349835 0,593265586
34 16:15:51 18,53193 32,55664 20,1585 416,6249 0,01292718 0,589329422
35 16:16:21 18,49678 32,61914 20,12725 416,6249 0,013035011 0,588594265
36 16:16:52 18,571 32,73633 19,87334 415,3824 0,013915671 0,582590187
37 16:17:22 18,53584 32,80664 20,24053 414,5451 0,013100408 0,588148404
38 16:17:52 18,54365 32,86133 20,67024 414,876 0,012129528 0,594767571
39 16:18:22 18,58272 32,94727 20,31084 415,8011 0,013117221 0,588033778
40 16:18:53 18,60616 32,99414 20,41241 410,8042 0,013115104 0,588048209
41 16:19:23 18,59053 33,03321 20,44367 415,2069 0,012928976 0,589317177
42 16:19:53 18,58662 33,15039 20,68975 413,4647 0,012525265 0,592069555
43 16:20:23 18,55928 33,19728 20,43975 415,7066 0,013082616 0,588269703
44 16:20:54 18,62569 33,18946 20,20538 413,8834 0,013777298 0,583533574
86
45 16:21:24 18,61006 33,29884 20,61164 414,9638 0,012875364 0,589682687
46 16:21:54 18,64913 33,38479 20,22882 417,1314 0,013876059 0,582860251
47 16:22:24 18,64131 33,33009 20,56866 416,8815 0,012994196 0,588872525
48 16:22:55 18,64913 33,40821 19,97491 417,7932 0,014489848 0,578675625
49 16:23:25 18,61397 33,49415 20,11553 417,0436 0,01423959 0,580381806
50 16:23:55 18,65303 33,58789 20,25616 416,9626 0,014064331 0,581576671
51 16:24:25 18,64522 33,65039 20,27179 415,8822 0,014129037 0,581135525
52 16:24:56 18,6335 33,64258 20,38897 414,7207 0,01386251 0,582952623
53 16:25:26 18,65694 33,68946 20,66241 413,3026 0,013333548 0,586558929
54 16:25:56 18,65694 33,75977 20,41241 414,4574 0,013984417 0,582121502
55 16:26:26 18,68038 33,78321 20,70928 416,3819 0,013263101 0,587039217
56 16:26:57 18,68038 33,80664 21,02959 416,7938 0,012509591 0,592176416
57 16:27:27 18,61787 33,87696 20,37334 415,6255 0,014133096 0,581107854
58 16:27:57 18,64913 33,88477 20,95537 415,2947 0,012789906 0,590265317
59 16:28:27 18,69209 33,99414 20,54524 414,876 0,013974959 0,582185984
60 16:28:58 18,70772 33,9629 20,26007 417,2124 0,014561504 0,578187097
61 16:29:28 18,73115 34,03321 20,40851 416,3819 0,014346613 0,579652158
62 16:29:58 18,67647 34,03321 20,85772 416,9626 0,013183724 0,58758038
63 16:30:28 18,69991 34,08008 20,70537 416,2063 0,013658191 0,584345613
64 16:30:59 18,74288 34,14259 20,42023 417,1314 0,014437909 0,579029733
65 16:31:29 18,69209 34,14259 20,42023 418,6305 0,014325545 0,579795794
66 16:31:59 18,68038 34,11134 20,33429 416,5439 0,014552056 0,578251513
67 16:32:29 18,67256 34,15039 20,72881 416,6249 0,013639763 0,584471245
68 16:33:00 18,66866 34,10352 20,75225 418,4684 0,013463 0,585676364
69 16:33:30 18,71944 34,15039 21,14678 413,0528 0,012802564 0,590179014
87
70 16:34:00 18,73506 34,18946 20,36163 414,4574 0,014719559 0,577109528
71 16:34:30 18,70772 34,18946 20,16241 417,55 0,015054916 0,574823166
72 16:35:01 18,82491 34,20509 20,55304 416,4629 0,014315705 0,57986288
73 16:35:31 18,66475 34,11915 20,51788 416,2063 0,014113362 0,581242396
74 16:36:01 18,68818 34,11915 20,49054 415,8822 0,014218269 0,580527168
75 16:36:31 18,72725 34,15821 20,02959 417,2124 0,015371403 0,57266545
76 16:37:02 18,72725 34,11134 20,2796 416,3819 0,014745346 0,576933721
77 16:37:32 18,65694 34,11915 20,63898 415,0448 0,013851673 0,583026506
78 16:38:02 18,67256 34,11134 20,4046 415,6255 0,014405637 0,579249752
79 16:38:32 18,67256 34,11134 19,95147 415,5445 0,015498894 0,571796259
80 16:39:03 18,69209 34,15039 20,17022 413,9576 0,015100629 0,574511508
81 16:39:33 18,67256 34,11134 20,42804 413,9576 0,014407055 0,579240081
82 16:40:03 18,64913 34,13478 20,55304 416,0442 0,014034362 0,581780989
83 16:40:33 18,67256 34,15821 20,6546 414,302 0,013904797 0,582664329
84 16:41:04 18,62569 34,20509 20,67805 411,5537 0,013940684 0,58241966
85 16:41:34 18,70772 34,18946 20,53741 412,7152 0,014322661 0,579815454
86 16:42:04 18,696 34,25196 20,52569 411,2971 0,014462271 0,578863639
87 16:42:34 18,70381 34,21289 20,51007 412,0534 0,014435702 0,579044778
88 16:43:05 18,71944 34,2754 20,42414 412,884 0,01470941 0,577178719
89 16:43:35 18,70381 34,28322 20,81084 410,8852 0,013830323 0,583172067
88
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,677
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
6,817 3E-8
y = 3E-08x2 - 6,8177x + 0,6775R² = 1
0,56
0,58
0,6
0,62
0,64
0,66
0,68
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
89
Anexo 2. Resultados de la prueba realizada al exterior de la Facultad Tecnológica
Agosto 28- 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 9:36:10 24 58 20,4 1090 0,018899083 0,575669217
2 9:46:10 23 60 21,6 1144 0,017395105 0,584474878
3 9:56:10 24 66 23,4 1193 0,018105616 0,580314895
4 10:06:10 25 72 23,6 1382 0,018017366 0,580831591
5 10:16:10 24 68 23,8 1261 0,017605075 0,583245519
6 10:26:10 23 53 24,8 455 0,029010989 0,516464872
7 10:36:10 23 46 24,8 1114 0,008707361 0,635340874
8 10:46:10 20 36 24,4 333 0,010810811 0,623025355
9 10:56:10 20 31 25,4 539 0,000185529 0,685235471
10 11:06:10 21 39 25,3 412 0,011407767 0,619530228
11 11:16:10 22 38 26,5 355 0,009859155 0,628597219
12 11:26:10 21 39 25,3 465 0,010107527 0,627143022
13 11:36:10 20 33 24,3 257 0,008560311 0,636201837
14 11:46:10 20 32 23,7 308 0,007467532 0,642599964
15 11:56:10 20 31 24,1 285 0,004912281 0,657560744
16 12:06:10 21 35 24,1 313 0,012460064 0,61336912
90
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,686
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,767 1E-6
y = 1E-06x2 - 5,7677x + 0,6871R² = 1
0,615
0,62
0,625
0,63
0,635
0,64
0,0082 0,0087 0,0092 0,0097 0,0102 0,0107 0,0112 0,0117 0,0122
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
91
Agosto 31 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te)°C
Temperatura
ambiente
(Ta)°C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 11:19:41 20 33 27,2 1522 -
0,000459921 0,690604077
2 11:29:41 21 31 22,9 616 0,005032468 0,659442605
3 11:39:41 26 42 22,4 1280 0,0090625 0,636577919
4 11:49:41 25 50 22,7 1210 0,012231405 0,618598903
5 11:59:41 21 41 23,1 1017 0,007767945 0,643922672
6 12:09:41 19 34 23 632 0,005537975 0,656574573
7 12:19:41 21 37 23,1 1378 0,004281567 0,663702892
8 12:29:41 24 45 24,1 1256 0,008280255 0,641016045
9 12:39:41 25 55 23,8 802 0,020199501 0,573391321
10 12:49:41 24 49 23,4 671 0,0195231 0,577228934
11 12:59:41 22 38 24,8 542 0,009594096 0,63356187
12 13:09:41 23 39 26,6 1396 0,003151862 0,670112357
13 13:19:41 21 40 25,1 407 0,013267813 0,612718764
14 13:29:41 23 38 27,7 995 0,00281407 0,672028845
15 13:39:41 23 41 27 1201 0,004163197 0,664374474
16 13:49:41 21 43 25,5 980 0,006632653 0,650363834
92
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,687
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,673 6E-7
y = 6E-07x2 - 5,6736x + 0,688R² = 1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
-0,005 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
93
Septiembre 1 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te)°C
Temperatura
ambiente
(Ta)°C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 12:49:02 26 63 22,9 1634 0,013219094 0,613843813
2 12:59:02 25 58 23,4 1351,4 0,013393518 0,612860802
3 13:09:02 25 59 24,1 1340 0,013358209 0,613059795
4 13:19:02 25 57 23,7 1143,8 0,015125022 0,603102442
5 13:29:02 25 54 23,8 1026,6 0,015293201 0,602154623
6 13:39:02 25 53 24 1211,2 0,012384412 0,618547891
7 13:49:02 24 48 23,7 994,8 0,012364294 0,61866127
8 13:59:02 26 57 24,1 1089 0,015977961 0,598295469
9 14:09:02 23 55 23,7 589,6 0,025949796 0,542096489
10 14:19:02 23 42 22,3 695,2 0,014672037 0,605655362
11 14:29:02 22 29 22,1 328 0,010365854 0,629924024
12 14:39:02 21 23 21 296,4 0,003373819 0,669329531
13 14:49:02 20 23 20,2 241,6 0,005380795 0,658018676
14 14:59:02 20 22 19,5 725,8 0,002066685 0,676696239
15 15:09:02 20 22 20 455,4 0,002195872 0,675968172
16 15:19:02 24 33 21,7 426,4 0,015947467 0,598467328
94
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,688
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,635 6E-8
y = 6E-08x2 - 5,6358x + 0,6883R² = 1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
95
Septiembre 2 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida (Te)
°C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 14:09:04 22 49 21,7 1158 0,011917098 0,616379854
2 14:19:04 24 52 21,7 1061 0,015362865 0,596177754
3 14:29:04 23 54 21,2 948 0,018248945 0,579257027
4 14:39:04 20 40 20,2 530,8 0,018462698 0,578003822
5 14:49:04 19 30 19,6 345,4 0,01418645 0,603074926
6 14:59:04 23 39 20,6 787,4 0,013208026 0,608811305
7 15:09:04 22 40 20,6 747,6 0,013911182 0,604688789
8 15:19:04 20 37 20 574,4 0,01479805 0,599489194
9 15:29:04 21 34 20,1 620 0,011935484 0,616272063
10 15:39:04 22 37 20,6 685 0,012992701 0,610073732
11 15:49:04 21 37 19,9 630,8 0,014426126 0,601669741
12 15:59:04 20 36 19 448 0,020089286 0,56846734
13 16:09:04 20 32 19,1 393 0,017557252 0,583312339
14 16:19:04 21 31 19,4 454 0,014537445 0,60101709
15 16:29:04 21 32 19,7 422,2 0,016106111 0,591820197
16 16:39:04 19 29 18,9 279,8 0,018227305 0,5793839
96
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,688
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,862 8E-7
y = 8E-07x2 - 5,8629x + 0,6862R² = 1
0,56
0,57
0,58
0,59
0,6
0,61
0,62
0,0114 0,0124 0,0134 0,0144 0,0154 0,0164 0,0174 0,0184 0,0194 0,0204 0,0214
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
97
Septiembre 3 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 12:20:00 22 41 23,9 951 0,007991588 0,640742039
2 12:30:00 21 44 22,6 943,2 0,010496183 0,626253947
3 12:40:00 22 36 21,9 793,2 0,008951084 0,635191733
4 12:50:00 21 35 21,8 768,4 0,008068714 0,640295894
5 13:00:00 24 44 22,8 963,2 0,011627907 0,619707373
6 13:10:00 25 49 23,6 1233 0,010867802 0,624104279
7 13:20:00 25 45 23,5 900 0,012777778 0,613055826
8 13:30:00 25 49 22,9 956,6 0,014739703 0,601706865
9 13:40:00 21 31 22,7 402,4 0,008200795 0,639531857
10 13:50:00 23 39 23,8 1039,8 0,006924409 0,646915249
11 14:00:00 26 50 23,7 951,8 0,015024165 0,600061367
12 14:10:00 26 54 24,8 1153,2 0,013180715 0,610724997
13 14:20:00 22 39 24,2 585,4 0,010761872 0,624717041
14 14:30:00 26 46 24,3 1039,8 0,011252164 0,621880898
15 14:40:00 25 48 24,4 934,4 0,012949486 0,61206256
16 14:50:00 26 50 24,2 951,6 0,014501892 0,603082511
98
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,686
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,784 8E-7
y = 8E-07x2 - 5,7846x + 0,687R² = 1
0,59
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,0065 0,0075 0,0085 0,0095 0,0105 0,0115 0,0125 0,0135 0,0145 0,0155 0,0165
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
99
Septiembre 4 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 11:51:42 21 38 22,3 488 0,014754098 0,599278217
2 12:01:42 20 30 21,4 441,2 0,008159565 0,638070054
3 12:11:42 21 30 21,3 468,2 0,008970525 0,63329964
4 12:21:42 21 31 20,9 545,4 0,009350935 0,63106191
5 12:31:42 23 34 21,5 853,2 0,008204407 0,637806273
6 12:41:42 24 39 22,3 1049,8 0,008763574 0,634517016
7 12:51:42 21 32 21,3 480,6 0,010819809 0,622421374
8 13:01:42 20 28 20,4 307,4 0,011711126 0,617178271
9 13:11:42 20 25 20,5 242,4 0,008250825 0,637533222
10 13:21:42 21 29 21,2 417 0,00911271 0,632463251
11 13:31:42 22 31 21,6 589,2 0,008316361 0,637147711
12 13:41:42 23 41 21,9 749 0,013484646 0,606745672
13 13:51:42 24 39 22,8 884,2 0,009839403 0,628188535
14 14:01:42 26 44 24,1 1086,4 0,010033137 0,627048909
15 14:11:42 26 51 23,4 1194,8 0,012638098 0,611725424
16 14:21:42 26 45 26,2 801,4 0,011604692 0,617804359
100
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,686
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,882 1E-5
y = 1E-05x2 - 5,8824x + 0,6861R² = 1
0,595
0,6
0,605
0,61
0,615
0,62
0,625
0,63
0,635
0,64
0,645
0,008 0,009 0,01 0,011 0,012 0,013 0,014 0,015 0,016
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
101
Septiembre 7 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 13:14:46 21 51 21,7 480 0,029791667 0,50717945
2 13:24:46 19 30 19,4 360,6 0,014143095 0,600691694
3 13:34:46 20 27 18,7 375,4 0,012786361 0,60879922
4 13:44:46 20 28 18,7 416,6 0,012722036 0,609183616
5 13:54:46 22 35 19,8 772 0,01126943 0,61786405
6 14:04:46 21 37 19,6 698,2 0,013463191 0,604754642
7 14:14:46 21 33 19,5 528,6 0,014188422 0,600420828
8 14:24:46 21 34 19,7 494,6 0,015770319 0,590967776
9 14:34:46 20 29 19,1 303,2 0,017810026 0,57877896
10 14:44:46 21 30 19,5 507 0,01183432 0,614488401
11 14:54:46 19 23 18,9 269,2 0,007800892 0,638591234
12 15:04:46 22 25 19,7 553,6 0,006864162 0,644188913
13 15:14:46 20 25 19,3 491,4 0,006512007 0,646293312
14 15:24:46 21 25 19,9 472 0,006567797 0,645959924
15 15:34:46 22 27 19,8 537,4 0,008745813 0,632944601
16 15:44:46 21 26 20,7 435,2 0,006433824 0,646760516
102
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,685
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,975 5E-7
y = 5E-07x2 - 5,9758x + 0,6852R² = 1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
103
Septiembre 14 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 11:15 20 24 20,5 1279 0,001172791 0,680199726
2 11:20 22 27 21,4 1415 0,002190813 0,674312211
3 11:30 21 31 21,7 754,3 0,00570065 0,654013803
4 11:40 22 27 21,7 782,4 0,003578732 0,666285469
5 11:50 22 33 21,7 1026,2 0,00565192 0,654295622
6 12:00 24 32 21,9 1007,6 0,00605399 0,651970334
7 12:10 23 34 22 819,4 0,007932634 0,641105589
8 2:10 23 39 22,3 1207 0,007207954 0,645296625
9 2:20 23 30 22,6 520 0,0075 0,643607636
10 2:30 22 26 22,6 323,25 0,004331013 0,661934809
11 2:40 24 33 23,1 611,4 0,008832188 0,635903202
12 2:50 25 32 24,2 708,2 0,006071731 0,65186773
13 3:00 26 34 24,3 836 0,006818182 0,647550789
104
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,686
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,975 5E-7
y = 5E-07x2 - 5,9758x + 0,6852R² = 1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
105
Septiembre 15 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 2:00:00 22 31 21,6 532 0,009210526 0,630550866
2 2:10 22 27 21,8 703,8 0,003836317 0,662554116
3 2:20:00 25 31 22,1 653,6 0,009026928 0,63164419
4 2:30 23 28 22,3 646,2 0,004952027 0,655910097
5 2:40:00 23 30 22,3 559,6 0,007505361 0,640705073
6 2:50 24 28 22,3 582,6 0,006350841 0,647580203
7 3:00:00 24 29 21,9 514,8 0,008935509 0,632188586
8 3:10 24 27 21,9 433,2 0,008310249 0,635911988
9 3:20:00 22 26 21 372 0,008064516 0,637375321
10 3:30 23 27 21,2 365 0,010410959 0,623402327
106
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,685
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,975 5E-7
y = 5E-07x2 - 5,9758x + 0,6852R² = 1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
107
Septiembre 17 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 12:35: 23 25 22,6 505 0,002772277 0,666712211
2 12:40 23 26 22,3 506,3333333 0,004344964 0,657061102
3 12:50 22 24 21 391 0,00511509 0,652335069
4 1:00 19 22 19,6 175 0,005142857 0,652164668
5 1:10 21 22 19,8 346,3333333 0,004908566 0,653602443
6 1:20 25 32 20,3 922,2 0,008891781 0,629158641
7 1:30 22 27 19,5 613 0,008156607 0,633670183
8 1:40 22 28 20,1 661,8 0,00740405 0,638288403
9 1:50 22 33 20,2 658,6 0,011084118 0,615704919
10 2:00 22 28 19,8 512,2 0,010152284 0,621423304
11 2:10 22 28 19,9 444,8 0,011465827 0,613362482
12 2:20 25 37 21,2 758 0,01292876 0,6043849
13 2:30 25 43 21,7 1042,6 0,01179743 0,611327537
14 2:40 22 27 20,3 380,25 0,011045365 0,615942735
15 2:50 22 26 19,8 349,6 0,01201373 0,610000166
16 3:00 23 28 20,1 507,75 0,010635155 0,61846007
108
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,683
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
6,136 5E-6
y = 5E-06x2 - 6,1367x + 0,6837R² = 1
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,67
0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
109
Septiembre 24 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 13:14:46 24 35 21,7 902 0,00864745 0,636400559
2 13:24:46 24 36 19,4 833 0,01272509 0,612688089
3 13:34:46 24 36 18,7 1002 0,011277445 0,621106497
4 13:44:46 22 32 18,7 570,8 0,014540995 0,602128159
5 13:54:46 22 28 19,8 539,6 0,009636768 0,630647435
6 14:04:46 26 38 19,6 1080,8 0,011472983 0,619969397
7 14:14:46 25 39 19,5 956,2 0,013072579 0,610667357
8 14:24:46 26 39 19,7 1208 0,010596026 0,625069113
9 14:34:46 26 42 19,1 1155,6 0,012893735 0,611707379
10 14:44:46 26 42 19,5 944 0,015360169 0,59736446
11 14:54:46 26 41 18,9 1020,4 0,014308114 0,603482417
12 15:04:46 25 40 19,7 993,6 0,012882448 0,611773016
13 15:14:46 26 38 19,3 927 0,013700108 0,607018123
14 15:24:46 25 39 19,9 926,8 0,013055675 0,610765655
15 15:34:46 26 40 19,8 779,4 0,016936105 0,588200013
16 15:44:46 25 39 20,7 633,8 0,017828968 0,583007795
110
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,683
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,815 2E-6
y = 2E-06x2 - 5,8152x + 0,6867R² = 1
0,58
0,59
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
111
Octubre 5 del 2015
NO. Hora Temperatura
de entrada
(Tin) °C
Temperatura
de salida
(Te) °C
Temperatura
ambiente
(Ta) °C
Radiación
(W/m^2)
Diferencia
de
temperatura
reducida
T*m
(°K/(W/m^2)) n eficiencia
1 11:40:46 19 25 27,2 550,2 -
0,009451109 0,741682189
2 11:50:46 21 26 23,9 651,2 -
0,000614251 0,688988538
3 12:00:46 21 31 23,9 781,2 0,002688172 0,669296391
4 12:10:46 22 34 23,7 923,6 0,004655695 0,657564169
5 12:20:46 22 32 23,1 969,2 0,004023937 0,661331303
6 12:30:46 22 36 23 1255,8 0,004777831 0,656835881
7 12:40:46 24 34 23,1 825,6 0,007146318 0,642712736
8 12:50:46 23 39 24,1 1363,6 0,005060135 0,655152519
9 13:00:46 25 37 23,8 1370,2 0,005254707 0,653992296
10 13:10:46 24 39 23,4 1346,2 0,006016937 0,649447169
11 13:20:46 24 38 24,8 911,8 0,006799737 0,644779378
12 13:30:46 23 35 26,6 1094,6 0,002192582 0,672251566
13 13:40:46 25 37 25,1 1006,2 0,005863645 0,650361235
14 13:50:46 25 37 27,7 1124,2 0,002935421 0,667822062
15 14:00:46 25 38 27 1129,8 0,003983006 0,661575375
16 14:10:46 25 39 25,5 1097 0,005925251 0,649993886
112
Eficiencia Óptica del absorbedor 𝜂0
Factor Térmico de dispersión del absorbedor
0,685
𝑎1 (𝑊
𝑚2∗𝐾) 𝑎2 (
𝑊
𝑚2∗𝐾2)
5,962 7E-7
y = 7E-07x2 - 5,9629x + 0,6853R² = 1
0,62
0,64
0,66
0,68
0,7
0,72
0,74
0,76
-0,012 -0,01 -0,008 -0,006 -0,004 -0,002 0 0,002 0,004 0,006 0,008
𝛈(e
fici
enci
a)
T*m (diferencia de temperatura reducida)
𝛈 vs T*m
113
Anexo 3. Resultados de la Constante de tiempo
24/09/2015
Temperatura
inicial salida
Temperatura
salida cierto
tiempo
Temperatura
entrada
tiempo constante de
tiempo
Tsi Tst Te t
36 36 26 0:30 1
36 26 1:00 1
35 26 1:30 0,9
35 26 2:00 0,9
35 27 2:30 0,888888889
34 27 3:00 0,777777778
33 27 3:30 0,666666667
31 26 4:00 0,5
30 26 4:30 0,4
29 25 5:00 0,363636364
28 25 5:30 0,272727273
27 25 6:00 0,181818182
114
14/09/2015
Temperatura
inicial salida
Temperatura
salida cierto
tiempo
Temperatura
entrada
tiempo constante de
tiempo
Tsi Tst Te t
34 34 26 0:15 1
34 25 0:30 1
33 25 0:45 0,888888889
33 24 1:00 0,9
32 24 1:15 0,8
32 24 1:30 0,8
32 24 1:45 0,8
31 24 2:00 0,7
31 24 2:15 0,7
31 24 2:30 0,7
30 23 2:45 0,636363636
30 23 3:00 0,636363636
30 23 3:15 0,636363636
29 23 3:30 0,545454545
29 23 3:45 0,545454545
29 23 4:00 0,545454545
28 23 4:15 0,454545455
27 23 4:30 0,363636364
26 23 4:45 0,272727273
25 23 5:00 0,181818182
25 23 5:15 0,181818182
115
17/09/2015
Temperatura
inicial salida
Temperatura
salida cierto
tiempo
Temperatura
entrada
tiempo constante de
tiempo
Tsi Tst Te t
28 28 20 0:30 1
28 20 1:00 1
27 20 1:30 0,875
27 21 2:00 0,857142857
26 21 2:30 0,714285714
26 21 3:00 0,714285714
26 21 3:30 0,714285714
25 21 4:00 0,571428571
24 20 4:30 0,5
23 20 5:00 0,375
23 21 5:30 0,285714286
23 22 6:00 0,166666667
22 22 6:30 0
22 22 7:00 0
116
26/10/2015
Temperatura
inicial salida
Temperatura
salida cierto
tiempo
Temperatura
entrada
tiempo constante de
tiempo
Tsi Tst Te t
33,57 33,57 19,18 0:00 1
33,38165 19,11709 1:00 0,986968022
31,89727 18,95694 2:00 0,885531846
29,75664 18,86709 3:00 0,740639098
27,56085 18,74209 4:00 0,594740594
25,82256 18,69522 5:00 0,479155994
24,45538 18,621 6:00 0,390285638
23,46319 18,47647 7:00 0,330387921
22,83037 18,41398 8:00 0,291395102
117
28/10/2015t
Temperatura
inicial salida
Temperatura
salida cierto
tiempo
Temperatura
entrada
tiempo constante de
tiempo
Tsi Tst Te t
35,1 35,1 18,49 0:00 1
34,73947 18,49288 1:00 0,978290637
33,11446 18,36006 2:00 0,881389061
30,78634 18,19991 3:00 0,744755205
28,37179 18,15694 4:00 0,602892866
26,5671 18,14913 5:00 0,496609909
25,16084 18,08272 6:00 0,415937212
23,95772 18,00068 7:00 0,348378766
23,22335 18,0124 8:00 0,304955055
22,68038 17,91475 9:00 0,27730932
22,14131 17,95381 10:00 0,244223352
21,67257 17,93037 11:00 0,217954609
21,32882 17,86006 12:00 0,201204877
118
29/10/2015
Temperatura
inicial salida
Temperatura salida
cierto tiempo
Temperatura
entrada
tiempo constante de
tiempo
Tsi Tst Te t
34,044 34,044 18,10929 0:00 1
34,05196 18,41709 0:30 1,000509378
33,94258 18,45616 1:00 0,993493646
33,55977 18,41709 1:30 0,969013068
32,88789 18,40538 2:00 0,9260734
31,91133 18,31163 2:30 0,864440641
30,80976 18,27256 3:00 0,794930583
29,66133 18,17881 3:30 0,723755593
28,65304 18,13584 4:00 0,661119828
27,54367 18,06162 4:30 0,593281476
26,57882 18,1124 5:00 0,531423084
25,93428 18,06162 5:30 0,492583708
25,18818 18,03428 6:00 0,44684729
24,52413 18,01865 6:30 0,405949324
23,96944 17,9874 7:00 0,372559571
23,53194 17,921 7:30 0,348008435
23,09444 17,90537 8:00 0,32153101
22,82881 17,86632 8:30 0,306749175
22,4421 17,85071 9:00 0,283536576
22,18428 17,84287 9:30 0,26796958
21,87178 17,77647 10:00 0,251747499
119
21,64913 17,72961 10:30 0,240249252
21,41084 17,66319 11:00 0,228782948
21,20381 17,58117 11:30 0,220049651
21,0085 17,65928 12:00 0,204411183
20,80928 17,63585 12:30 0,193405716
20,63741 17,63585 13:00 0,182931043
120
29/10/2015 2
Temperatura
inicial salida
Temperatura salida
cierto tiempo
Temperatura
entrada
tiempo constante de
tiempo
Tsi Tst Te t
34,28322 34,28322 18,70381 0:00 1
34,14259 18,70381 0:30 0,990973342
33,67383 18,68038 1:00 0,960943649
32,83008 18,571 1:30 0,907515297
31,78321 18,5124 2:00 0,841478756
30,7207 18,48897 2:30 0,774441965
29,65039 18,43037 3:00 0,707760434
28,55615 18,37178 3:30 0,64006589
27,53662 18,3874 4:00 0,575573956
26,70069 18,34834 4:30 0,524155187
25,94678 18,34053 5:00 0,477099536
25,32569 18,26632 5:30 0,440745088
24,83741 18,27805 6:00 0,409827574
24,31007 18,2546 6:30 0,377791101
23,88819 18,22334 7:00 0,352733022