base de pruebas para la elaboraciÓn de una norma boliviana para sistemas termosolares

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Nicolas Noël Paul Maldonado Miguel Fernandez

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Page 1: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Nicolas NoëlPaul Maldonado

Miguel Fernandez

Page 2: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES
Page 3: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Mejoramiento de la capacidad técnica

Estimular la demanda de sistemas termosolares

Establecer un modelo de financiamiento

Desarrollo de la oferta de productos

Los objetivos del proyecto:

Page 4: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Desarrollo de

la calidadControl

Certificación

y

Clasificación

Page 5: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Control

Medición de

eficiencias y de

características

físicas

Certificación

Clasificación

Norma actual

Las mediciones necesitan material tal controlador de temperatura del fluido, refrigerador, 6 sensores de temperatura.

Page 6: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Control

Medición de

eficiencias y de

características

físicas

Certificación

Clasificación

Nueva Norma

Mediciones simplificadas y aplicables para una clasificación referente a Bolivia

Page 7: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES
Page 8: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Ep

Exterior

E

AguaEu

E = Ep + Eu

Page 9: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Ep

Exterior

E

AguaEu

E = Ep + Eu

Calculo:

Pero η depende de E y de las temperaturas del fluido y del ambiente…

Page 10: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Entonces se complican las cosas:

Page 11: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Page 12: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Tengo dos expresiones del rendimiento, así puedo representarlo gráficamente y hallar sus coeficientes

Page 13: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Medición la temperatura de entrada del fluido

medición la temperatura del exterior

Energía que recibe el colector:• Medición de la radiación solar

Energía que gana el fluido pasando en el colector:

• Medición del flujo• Medición del volumen del colector• Medición de las temperaturas de entrada y salida

Energía que recibe el colector:• Medición de la radiación solar• Medición del área del colector

Page 14: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Simbología:

Sensor de temperatura

Bomba de circulación

Flujómetro

Piranómetro

Eficiencia de un colector de placa plana

P

P

Page 15: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Page 16: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Vainas de cobre ½’’ Termo resistencia Termocupla

Medición de temperatura:

Page 17: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Medición de temperatura:

Comparación de la termo resistencia y termocupla

Page 18: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Medición de radiación solar:

Page 19: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Medición de caudal:

Page 20: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

Resultados:

tiempo (s) flujo (lt/min) Te (ºC) Ts (ºC) I (W/m^2)

0 1,36 51,99 57,66 974,00

120 1,36 53,18 59,05 950,00

240 1,36 54,31 59,77 994,00

480 1,36 55,10 60,58 1003,00

tiempo (s) flujo(lt/min) Te (ºC) Ts (ºC) I(W/m^2)

0 1,36 51,99 57,66 974

44 58,17

120 1,36 53,18 59,05 950

164 59,31

240 1,36 54,31 59,77 994

304 59,99

480 1,36 55,10 60,58 1003

524 60,73

Page 21: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

y = 0,5985 -4,0183x

R² = 0,6117

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 0.015 0.03 0.045 0.06 0.075 0.09 0.105 0.12 0.135 0.15

rend

imie

nto

(Te-Ta)/I

Eficiencia de un colector de placa plana

Datos brutos:

Page 22: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

y = 0,6015 - 4,0991x

R² = 0,6583

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 0.015 0.03 0.045 0.06 0.075 0.09 0.105 0.12 0.135 0.15

rend

imie

nto

(Te-Ta)/I

Datos tratados:

Page 23: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Eficiencia de un colector de placa plana

y = 0,6015 - 4,0991xR² = 0,6583

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 0.015 0.03 0.045 0.06 0.075 0.09 0.105 0.12 0.135 0.15

rend

imie

nto

(Te-Ta)/I

Datos tratados:

Page 24: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Clasificación del colector:

hora I Tamb Te

7 a 8 216,63 16,10 20,00

8 a 9 386,32 17,20 26,50

9 a 10 547,86 18,10 32,00

10 a 11 674,54 18,80 36,50

11 a 12 744,18 19,30 40,00

12 a 13 744,18 19,60 42,50

13 a 14 674,54 19,70 44,00

14 a 15 547,86 19,60 44,50

15 a 16 386,32 19,30 44,00

16 a 17 216,63 18,80 42,50

Día típico boliviano

Clase Rangos de energía

kWh/m2/mes

A >73

B 73 63

C 63 53

D 53 43

E 43<

Page 25: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Mejoramientos necesarios:

•En la medición delas temperaturas

Page 26: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Mejoramientos necesarios:

•En la medición del piranómetro

Page 27: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Mejoramientos necesarios:

•En la medición del flujo

Page 28: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Mejoramientos necesarios:

•Además todos esos mejoramientos permitiránautomatizar todas las mediciones y utilizar un datalogger para guardar los datos y alcanzar así unamejor precisión en cuanto a tiempo.

Page 29: BASE DE PRUEBAS PARA LA ELABORACIÓN DE UNA NORMA BOLIVIANA PARA SISTEMAS TERMOSOLARES

Conclusiones

• Nuevo protocolo de mediciones satisfactorio

• Mejoramiento necesario

• Nueva norma aplicable directamente

• Clasificación posible