Análisis comparativo de la eficiencia de colectores solares témicos y colectores solares termodinámicos utilizados en bombas de calor asistidas por energía solar para la generación de agua caliente en el sector residencial

Abstract

En la presente investigación se realiza un análisis y evaluación de la eficiencia en dos tecnologías solares, como son colector solar térmico, también conocido como colector de placa plana con cubierta y colector solar termodinámico en una bomba de calor asistida por energía solar, para la aplicación solar térmica más común, la producción de agua caliente sanitaria, que en el año 2013, representó el 80% del mercado de energía solar térmica en el sector residencial, para lo cual se realizó ensayos con cada colector / evaporador con una duración de 30 minutos para cada proceso de calentamiento del agua y se analizan las influencias de las condiciones de operación (temperatura del aire, temperatura del agua, intensidad de la radiación solar, entre otros.) y se realiza una comparación bajo diversas condiciones operativas entre los dos sistemas donde se obtuvo diferentes datos experimentales por ejemplo el valor de la temperatura promedio en un día despejado es 23,53°C y con un valor de radiación máxima de 803.3 2 W m el agua alcanzó un temperatura de 58.9°C en el colector térmico en el día 1, mientras que para el colector termodinámico con una radiación máxima de 1074,0 2 W m el agua alcanzó una temperatura de 41,91°C, por consiguiente en un día lluvioso en el colector térmico con una radiación mínima de 33,04 2 W m , el agua obtuvo una valor de temperatura de 57,9°C y para el colector termodinámico con una radiación mínima de 42,8 2  m W , el agua alcanzó una temperatura de 34,8°C, de la misma manera con un valor promedio de radiación en el colector térmico y termodinámico se obtuvo los siguientes valores: radiación de 460,71 2  m W - 64,3°C de temperatura del agua, radiación de 466 2  m W - 31,3 °C de temperatura respectivamente. Otro factor importante en el desarrollo del proyecto es el calor útil, es decir el calor ganado en los colectores, para el colector térmico el valor máximo de calor útil es de 568.22 W, mientras que para el colector termodinámico es de 89.66 W en un día despejado, dichos factores y parámetros se analizan para obtener la eficiencia en cada colector y al observar determinar mediante los resultados cual es el mejor sistema que puede ser instalado en la bomba.