Análisis experimental del comportamiento térmico de una chimenea solar de un canal

Abstract

En este trabajo se presenta el diseño, construcción y evaluación térmica de una chimenea solar de un canal, bajo condiciones de clima cálido-húmedo. La chimenea solar se diseñó y construyó en su mayoría con acero galvanizado, con una altura de 2 m, un ancho de 0.8 m, una separación entre las placas variable de 0 hasta 0.280 m y con la capacidad de variar el ángulo de inclinación desde 0 hasta 90°. La energía solar incidente en las placas absorbedora y translúcida fue simulada mediante resistencias eléctricas instaladas en una de sus caras, considerando las propiedades ópticas de un material translúcido con una transmitancia entre 0.80 y 0.89. La chimenea solar fue instrumentada para monitorear la temperatura del aire a la entrada/salida de la cavidad, la temperatura en la placa absorbedora, la temperatura en la placa translúcida simulada, la velocidad del aire de entrada, así como, las pérdidas de calor hacia las paredes del sistema. Se obtuvo una diferencia de temperatura máxima de 18.14°C para una separación entre las placas de 0.075 m, mientras que, la mayor velocidad del aire fue de 0.36 m s-1 para un ángulo de 90°, una separación entre las placas de 0.225 m, 750 W (468.8 W m-2 ) de potencia de absorción en la placa absorbedora y 40 W (50 W m-2 , con transmitancia de 0.89) de potencia de absorción en la placa translúcida simulada. Los resultados mostraron que, bajo las condiciones de estudio, la chimenea solar es factible de utilizarse como un sistema pasivo de ventilación para la renovación de aire de un recinto. Además, como producto del estudio se obtuvo un conjunto de datos que permiten obtener valores específicos de diferencias de temperatura o flujo de aire en una chimenea solar, para condiciones específicas de energía absorbida, esto permitiría utilizar la chimenea para otras aplicaciones como, secado solar, techos ventilados, entre otras.