Diseño, Construcción e Implementación de un Prototipo de Sistema Solar Térmico de Agua para una Unidad Habitacional en la Zona Rural de la Localidad de Santa Fe en la Ciudad de Bogotá

El presente proyecto consiste en el diseño, construcción e implementación de un colector solar de placa plana de tubos en paralelo de baja temperatura, cuyo principio de funcionamiento se basa en la trasferencia de calor y estratificación. Con base en los objetivos, se presenta el diseño conceptual y de detalle del colector solar de placa plana, incluyendo la simulación y la fase de construcción. Para llevar esto a cabo se aplicaron herramientas digitales, utilizando dos softwares “AUTOCAD” y “AUTODESK CFD” para la ejecución del proyecto. El colector solar de placa plana se implementó y evaluó en la ciudad de Bogotá en la Institución Universitaria Politécnico Grancolombiano, durante diez días entre los meses de mayo y junio. Durante este periodo se tomaron datos de radiación solar global y las temperaturas de entrada y salida del colector. Para la toma de datos se utilizó el software “LABVIEW” creando un código para la lectura de temperatura y radiación global; se conectó el sensor de temperatura y radiación, los cuales emiten las mediciones por medio de señal análoga. A partir de los resultados de la caracterización se determina la eficiencia térmica del colector de placa plana en relación a las temperaturas alcanzadas. El colector solar de placa plana alcanzó una eficiencia promedio del 10%, resultado que supera la eficiencia energética de los colectores solares de placa plana comerciales que se encuentra en un rango entre el 7 y 9%. La eficiencia máxima calculada fue del 14% en el mes de junio.

The present project consists in the design, construction and implementation of a solar collector of a low temperature flat platform, whose operating principle is based on heat transfer and stratification. Based on the objectives, the conceptual and detail design of the flat plate solar collector is presented, including the simulation and the construction phase. To carry out this, digital tools were applied, using two software "AUTOCAD" and "AUTODESK CFD” for the execution of these phases. The flat plate solar collector was implemented and evaluated in the city of Bogotá at the Politecnico Grancolombiano, for ten days between the months of May and June. During this period, global solar radiation data and collector inlet and outlet temperatures were taken. For the data collection the "LABVIEW" software was used to create a code for the global temperature and radiation reading; the temperature and radiation sensor were connected to emit the measurements by means of an analogous signal. From the results of the characterization the thermal efficiency of the flat plate collector is determined in relation to the reached temperatures. The flat plate solar collector reached an average efficiency of 10%, a result that exceeds the energy efficiency of commercial flat plate solar collectors that is in a range between 7 and 9%. The maximum efficiency calculated was 14% in the month of June.

Ingeniero Ambiental

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Pregrado