Optimización de un sistema de calentamiento de agua

Abstract

La microempresa “Chicken Farm” ubicada en la ciudad de Machachi, cantón Mejía, Provincia de Pichincha, realiza actividades de desplume de pollos. La empresa cuenta con un comedor diario, con un sistema de agua calentada mediante un calefón que funciona con gas licuado de petróleo – butano (GLP). La demanda energética al utilizarse constantemente es elevada, por tanto es necesario el requerimiento de agua caliente sanitaria (ACS). Se analiza el diseño y dimensionamiento de un sistema de calentamiento de agua con un colector solar térmico que está conformado por su tanque de almacenamiento y el panel solar térmico, este colector funcionará como un sistema secundario de energía renovable y trabajará de forma independiente, dando apoyo al sistema principal existente constituido por un calefón de GLP. El objetivo del presente trabajo es optimizar el consumo energético mediante el colector solar térmico, reduciendo el uso de energía fósil requerida por el calefón, produciendo un ahorro energético y económico. Para ello se realizó el modelamiento del sistema del colector el cual fue analizado mediante elementos finitos a través del software Ansys con el módulo de análisis térmico, obteniendo como resultado que la temperatura en la superficie externa de la tubería de cobre es de 40,39°C. Así mismo, se obtuvo a partir de cálculos la temperatura interna de la superficie de la tubería de cobre es de 40,38°C, temperatura del agua a la salida de la misma de 26,04°C y el rendimiento del colector solar térmico refleja un 22,8%. A demás se determinó que este sistema puede mantener un ahorro energético de 92,24% y un ahorro económico promedio de 1,23 USD mensual.