Diseño y construcción de un modelo de intercambiador de calor de celdas parabólicas con almacenamiento térmico, para calentamiento de un invernadero de 40m2

Abstract

El proyecto de tesis planteado: "Diseño y construcción de un modelo de intercambiador de celdas parabólicas con almacenamiento térmico, para calentamiento de un invernadero de 40m2", para el laboratorio de Energías no Convencionales de la Facultad de Ingeniería Mecánica, nace como una necesidad de realizar nuevas investigaciones dentro del campo agrícola, la aplicación de este tipo de proyectos, ayudará decisivamente a la implementación de una solución innovadora, en el ámbito de la calefacción alternativa que es una de las dificultades presentadas en el sector antes mencionado; para poder realizar este proyecto, se demandara de una extensa investigación, la misma que principalmente utilizará la energía solar, la transferencia de calor y el almacenamiento del recurso solar. La finalidad de este proyecto es concentrar la energía solar directa durante todo el día por medio de celdas parabólicas, las cuales van a ir calentando aire que circula a través de un tubo absorbedor, este aire caliente se almacena en la caja de almacenamiento térmico por medio del lecho de piedras; esta energía almacenada durante el día es descargada en la noche a través de un extractor logrando que la temperatura interna del invernadero no baje de 7 ºC, siendo esta temperatura la mínima permitida para el cultivo de rosas y obteniendo así una calefacción adecuada. El aire que circula por el tubo absorbedor es proporcionado por medio de un ventilador, el cual depende de las perdidas de presión por la fricción con el tubo y la cantidad de aire que se necesita para almacenar la energía requerida por el invernadero. El proceso de pruebas de funcionamiento se realizaron durante toda una semana, haciendo la medición de varios parámetros como: la temperatura ambiente o de entrada a los concentradores, la temperatura de salida de los concentradores, la temperatura de las piedras, la temperatura del tubo absorbedor, la temperatura de salida del almacenamiento térmico, la masa de las piedras, el tiempo de descarga de aire al invernadero, el caudal de ingreso de aire y el caudal de salida de aire. Los resultados obtenidos satisfacen los objetivos del diseño planteado para el proceso de calentamiento del invernadero durante las noches, así como los parámetros de funcionalidad, fiabilidad y bajo costo de construcción.