Análisis y modelación de la estratificación de temperaturas en un acumulador vertical para agua caliente sanitaria

Abstract

En la actualidad los sistemas que aprovechan los recursos naturales renovables no convencionales son más frecuentes de encontrar en todo tipo de aplicación, de allí que el aprovechamiento de la energía solar para el calentamiento de agua caliente sanitaria requiere un modelo matemático que explique el comportamiento, tanto de los colectores solares planos como del tanque de almacenamiento. En el presente trabajo de grado se plantea un modelo heurístico con el que se logra cuantificar la temperatura estratificada en el interior del tanque de almacenamiento vertical, el cual depende de la radiación solar, temperatura del agua de la red pública, posición del ingreso y salida del agua, tipo de aislamiento de las paredes del tanque y la temperatura ambiente. Como resultado del modelo heurístico se pudo apreciar que luego de optimizar el tamaño de los nodos y considerando el cambio energético del agua que ingresa al tanque de almacenamiento por efectos de la energía solar existente en el sitio se logró tener una respuesta bidimensional de la temperatura y en comparación de la literatura existente se comprueba que la temperatura no se estratifica únicamente de manera horizontal, sino que también se estratifica de manera vertical. Una ventaja adicional del modelo es que permite analizar diferentes posiciones para el ingreso y salida del agua en el tanque de almacenamiento, determinando que la mejor posición para los mismos es el centro del acumulador vertical