Ecologia

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL ECUADOR

SEDE IBARRA

PROYECTO DE INVESTIGACION

Nombre: Fabricio Amaya

1.- Título: Fabricación de un calentador solar con el fin de evaluar la tempera del agua para el consumo humano

2.-Objetivos:

  2.1.- Objetivo general: Fabricar un calentador solar con el fin de evaluar la temperatura para el consumo humano

  2.2.- Objetivos específicos.-

 Determinar la temperatura del agua en la entrada, dentro del calentador y la temperatura de salida del agua.

 Disminuir el consumo de calentadores a base de energías fósiles (cilindro de gas).  

3.- Justificación:

El calentador  de agua es un mecanismo que utiliza la energía del sol mediante el cual en un contenedor estará pasando flujo constante de agua por un tubo de cobre en el cual el calor se mantendrá. En muchos climas un calentador solar puede disminuir el consumo energético utilizado para calentar agua. Tal disminución puede llegar a ser de hasta un 50,75 % o inclusive un 100% si se sustituye completamente eliminará el consumo de gas o electricidad. Aunque muchos países en vías de desarrollo cuentan con climas muy propicios para el uso de estos sistemas, su uso no está extendido debido al costo de la instalación.

En varios países desarrollados las normativas estatales obligan a utilizar estos sistemas en viviendas de nueva construcción. Un calentador solar de agua domestico tiene un funcionamiento muy sencillo, se compone de un colector de agua plano, donde se captura la energía proveniente del sol, que después será transferida al agua. Dicha placa térmica colector puede ser metálica o de plástico.

Debe ser oscura para aumentar la captación térmica y debajo de ella se ubican los cabezales de alimentación y circulación de agua. Ese quiere decir que el agua fría y por esta razón tiende a subir, estableciendo una circulación natural entre el colector solar y termo tanque, que es donde se almacena el agua caliente sin necesidad de ningún equipo de bombeo. El termo tanque está forrado con un aislante térmico para evita la perdida de calor y mantener el agua caliente para que esté listo para usarse en cualquier momento.

  4.- Marco Teórico:

Los calentadores tienen una elevada eficiencia para captar la energía solar. Dependiendo de la tecnología y materiales implementados, pueden llegar a alcanzar eficiencias del 70% u 80%. No debe confundirse el panel solar térmico con el panel fotovoltaico, el cual no se utiliza para calentar substancias, sino para generar electricidad a partir de la luz.

Es el recipiente de almacenamiento del fluido. Se conecta con la entrada y la salida del colector. Durante el día, el agua se recircula una y otra vez entre el colector y el contenedor. Después de un tiempo y dependiendo de las dimensiones de los componentes, el agua se calentará para su uso posterior. La energía capturada en el colector se guarda en el tanque en forma de agua caliente. En el momento de requerir agua, se extrae del tanque y se rellena con agua fría. El tanque está aislado térmicamente para evitar pérdidas y mantener caliente el agua por más tiempo. En un sistema doméstico, el contenedor suele incorporar un calentador eléctrico de apoyo, que se activará en caso de no alcanzar la temperatura deseada.

En los calentadores solares de albercas o piscinas, el contenedor suele ser la alberca misma, y la caja aislante del colector puede no ser necesaria debido a la escasa diferencia entre la temperatura de trabajo (temperatura del agua) y la temperatura ambiente.

El sistema son todas las tuberías, bombas, sistemas de control, llaves de paso, y accesorios con las que cuente el calentador solar. Conecta por medio de tuberías el colector con el contenedor, así como también el calentador con las tuberías de una casa.

Los colectores están instalados en lugares despejados, orientados de tal manera que su superficie esté lo más perpendicular posible a los rayos del sol. Si se encuentra en el hemisferio norte, el colector deberá estar orientado hacia el sur, con un ángulo proporcional a la latitud del lugar. Debido a que la inclinación terrestre modifica el ángulo de la incidencia de los rayos del sol a lo largo del año, es conveniente ajustar la inclinación del colector. Su uso más común es para calentar agua para uso en albercas o servicios sanitarios (duchas, lavado de ropa o trastes etc.) tanto en ambientes domésticos como hoteles. Son sencillos y resistentes, pueden tener una vida útil de hasta 20 años sin mayor mantenimiento.

Ventajas

• Costo mínimo en comparación con calentadores a base de gas.
• Facilidad de mantenimiento.                                                                                                  

Desventajas

• Dependiendo el volumen y el momento en que se usa el agua caliente, ésta puede tener o no la temperatura deseada (depende de las condiciones climáticas).
• Para garantizar el suministro suele necesitar el apoyo de un sistema calentador convencional.                                                                                                                          

Autores.-  Álvarez, E (1939)

5.- Metodología:

 5.1.-Ubicación.-

   Provincia: Imbabura

   Cantón: Ibarra

   Altitud: 2221 msnm

   Temperatura: 26.3°c

   Humedad Relativa: 47%

   Precipitación: Variable

 5.2.- Hipótesis:

Los materiales que se utilizan son óptimos para conseguir una temperatura adecuada para el consumo humano

 5.3.- Factores en estudio:

 Temperatura del agua entrante en el calentador

 Temperatura del agua dentro del calentador

 Temperatura de salida del agua del calentador

5.4.-Diseño experimental: (Diseño de bloques completamente al azar con arreglo A*B+1)

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