Optimización de un sistema de calentamiento de agua
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Date
2019-07
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC).
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.
Description
The “Chicken Farm” microenterprise located in the city of Machachi, Mejía canton, Pichincha Province, carries out chicken plucking activities. The company has a daily dining aqrea, with a water system heated by a water heater that works with liquefied petroleum gas - butane (LPG). The energy demand when it is used constantly is high, therefore the requirement of domestic hot water (DHW) is necessary. The design and dimensioning of a water heating system with a thermal solar collector that is made up of its storage tank and thermal solar panel is analyzed, this collector will function as a secondary renewable energy system and will work independently, giving support to the existing main system consisting of a LPG heater. This work aimed to optimize energy consumption through the solar thermal collector, reducing the use of fossil energy required by the water heater, producing energy and economic savings. For this, the modeling of the collector system was performed, which was analyzed by finite elements through the Ansys software with the thermal analysis module, obtaining as a result that the temperature on the external surface of the copper pipe is 40.39 ° C. Likewise, it was obtained from calculations the internal temperature of the surface of the copper pipe is 40.38 ° C, water temperature at the exit of the same of 26.04 ° C and the performance of the solar thermal collector It reflects 22.8%. In addition, it was determined that this system can maintain an energy saving of 92.24% and an average economic saving of USD 1,23 per month.
Keywords
SISTEMA DE CALENTAMIENTO, AHORRO ENERGÉTICO, ENERGÍA FOSIL
Citation
Cumbajín Yanguicela Diego Fernando (2019); Optimización de un sistema de calentamiento de agua. UTC. Latacunga. 161 p