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• Kevin Santos Caso

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BALANCE MATERIA

CANTIDAD DE AGUA TOTAL EN TODO EL SISTEMA: COLECTOR SOLAR TIENE 8 TUBOS VERTICALES DE 100 cm Y 2 TUBOS HORINZONTALES DE 105 cm Volumen de los tubos verticales del colector solar

Datos : π= Di = H= En 1 tubo En 8 tubos

3.14159 0.013 1

n=

8 (cantidad de tubos)

m m

�_���� 0.0001327323�^3 =�_����(8) = 〖 �〗 _����0.0010618583 *n �^3 �_(𝑎𝑔𝑢𝑎(8)=)

Volumen de los tubos horizontales del colector solar

Datos : π= Di = H= En 1 tubo

3.14159 m 0.013 m 1.05 m 0.0001393689

n=

En 2 tubos �_𝑎𝑔𝑢𝑎 = 0.0002787378�^3 �_����(2) = 〖 �〗 _����* �^3 �_(𝑎𝑔𝑢𝑎(2)) =n 0.0013405961 0.0013405961 L �_( 𝑎𝑔𝑢𝑎 )= �_(𝑎𝑔𝑢𝑎(8))+ �_(𝑎𝑔𝑢𝑎(2)) �^3 * 1𝐿/�^3 �_( 𝑎𝑔𝑢𝑎 )= 𝜌_𝑎𝑔𝑢𝑎∗ �1_( ���� )Kg/L 0.0013405961 L 0.0013405961 Kg 𝜌_𝑎𝑔𝑢𝑎= �_( 𝑎𝑔𝑢𝑎 )= Datos :

�_𝑎𝑔𝑢𝑎 = Volumen de agua en el tanque de almacenamiento �_(𝑎𝑔𝑢𝑎 Datos : ) capacidad = 50 L 1 Kg/L

50 Kg 𝜌_𝑎𝑔𝑢𝑎= �_(𝑎𝑔𝑢𝑎 𝜌_𝑎𝑔𝑢𝑎∗ 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 Masa total de agua en1el)= sistema �_(𝑎𝑔𝑢𝑎 1 )= 50.001340596 Kg

2 (cantidad de tubos )

�=�_𝑎𝑔𝑢𝑎+�_(𝑎𝑔𝑢𝑎 1) E= 50.001340596 �= S= 50.001340596

MATERIA

HORINZONTALES DE 105 cm

ad de tubos)

ad de tubos )

BALANCE DE ENERGIA EN LA TERMA SOLAR SOLAR

Calculo de calor util empleado para calentar el agua de almacenamiento qutil Datos 50.0013406 Kg m:Masa (agua en el sistema)= 4186 Cp : Capacidad calorífica del agua J/Kg* K Número de corridas

Horario

Tfe (Kelvin)

Tfs(Kelvin)

q(util) (J)

qutil (KJ)

2511667.34 3348889.79 3767501.01 3355168.96

2511.66734 3348.88979 3767.50101 3355.16896

1

8:12 AM

288.15

300.15

2 3 4

10:23 AM 12:07 AM 14:16 am

289.15 289.15 294.12

305.15 307.15 310.15

5

16:08 pm

292.15

308.15

6

18:02 pm

287.15

306.6

Calculo del calor disipado al ambiente por el colector solar qcs

N° 1 2 3 4 5 6

Número de corridas

qcs(KJ)

1 2 3 4 5 6

0.9434474058 3.9572549629 4.5713663519 4.7090334839 5.3967861497 4.4622057516

𝑛𝐶=�_𝑢𝑡𝑖𝑙/ EFICIENCIA (𝐻𝑇 𝐴𝑒) 2511.6673408 0.782168422 78% 3348.8897878 0.773850694 77% 3767.5010112 0.781656237 78% 3355.1689561 0.798805674 80% 3348.8897878 0.798949885 80% 4070.9941483 0.71990609 72%

HTAe (KJ) �_(𝑢𝑡𝑖𝑙(𝐾𝐽))

3211.15922 4327.56579 4819.89503 4200.23175 4191.61433 5654.89611

3348889.79 3348.88979 4070994.15 4070.99415

20.97

Calor disipado al ambiente por el depósito de almacenamiento

Datos : Ti: Temperatura del fluido (tanque) Te: T(ambiente)

fe=

Número de corridas

Ti(Kelvin)

Ta(Kelvin)

Tiempo (s)

1 2 3

298.15 303.15 304.15

288.15 289.15 289.15

900 903 900

4

306.15

294.12

900

5 6

304.15 302.15

292.15 287.15

901 900

9.36 � 〖 /�^2 〗 ^ 𝐾 0.04 � 〖 /� 〗 ^ 𝐾

Km= 0.05 x= m A:Area del tanque 0.617764224 �^2 𝐴=2∗𝜋∗𝑟∗ℎ+2∗𝜋∗𝑟^2 Calor disipado al ambiente por las conexiones

Datos : Número de corridas

l: longitud R2 = radio exterior del tubo R1 = radio interior del tubo Km= conductividad termica del PVC fe=coeficiente de película externo(aire)

5m 0.006502 m 0.0065 m 0.25 � 〖 /� 〗 ^ 𝐾 9.36 � 〖 /�^2 〗 ^ 𝐾

1 2 3 4 5 6

qcx (KJ) 697.95565649 973.89161371 1046.9334847 839.64065476 836.61721311 1046.9334847

Dimensiones del tanque: R2 = radio exterior del tanque R1 = radio interior del tanque

h=altura del tanque Número de corridas

1 2 3 4 5 6

0.21 0.2 0.54 �𝑑𝑎 (𝐾𝐽)

(KJ) 0.0363021836 0.0506542097 0.0544532754 0.0436715269

(KJ) 0.0505885664 0.0705886973 0.0758828496 0.0608580453

(KJ) 0.5058856637 0.7058869727 0.7588284956 0.6085804535

0.0435142711 0.0544532754

0.0606389031 0.0758828496

0.6063890309 0.71054221 0.7588284956 0.88916462

0.59277641 0.82712988 0.88916462 0.71311003

m m m

Balance de energía en el colector solar

CALCULO DE COEFICIENTE GLOBAL DE PÉRDIDAS (UL)

CONDUCTANCIA EN LA PARTE INFERIOR

�2