Evaluación analítica y experimental de un sistema de calentamiento solar de agua a baja temperatura con tecnología de almacenamiento térmico con material de cambio de fase (PCM) en términos energéticos y exergéticos

Abstract

En este trabajo se evaluó en términos energéticos y exergéticos la utilización de la tecnología de acumulación de energía térmica con material de cambio de fase (PCM) en taques de almacenamiento y colectores solares de placa plana, en comparación con tecnologías tradicionales para aplicaciones de calentamiento de agua a baja temperatura. Para el cumplimiento de los objetivos se desarrollaron modelos térmicos de los sistemas bajo estudio basados en la primera y segunda ley de la termodinámica, paralelamente se llevaron a cabo pruebas experimentales en ciclos típicos de operación con un colector solar de placa plana y un tanque de almacenamiento de agua a escala laboratorio, se utilizaron para cada caso, un equipo con incorporación de tecnología de almacenamiento con PCM y un equipo testigo con tecnología tradicional de almacenamiento de energía con calor sensible, éste último sirve como línea base para comparación energética y exergética, ya que fueron sometidos a las mismas condiciones operacionales, como PCM se utilizaron ceras de parafinas con diferentes temperaturas de fusión y propiedades térmicas. Finalmente, de acuerdo a los resultados obtenidos con la evaluación de las eficiencias se realizó un análisis para comparar el costo de la tecnología de almacenamiento en comparación con tecnologías tradicionales