Cfd Analysis of a Solar Flat Plate Collector with Different Cross Sections

Los sistemas de calefacción solar de baja y media potencia utilizados para aplicaciones domésticas e industriales, como el calentamiento de agua y espacios, suelen utilizar colectores solares planos con el fin de absorber la energía térmica solar convirtiéndola en calor y luego transfiriendo el calor a un fluido (normalmente agua o aire) que fluye a través de él. El objetivo de este estudio es evaluar la eficiencia del colector solar plano y el comportamiento del fluido en el interior de la tubería con tres secciones transversales diferentes, cuyos diámetros hidráulicos son 10, 5,12 y 6,16 mm, mediante el uso de ANSYS Fluent. Los resultados obtenidos con la herramienta de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) mostraron que el colector con la sección transversal Tipo I alcanzó temperaturas de hasta 330 K a la salida de la tubería obteniendo una eficiencia del 68 %, superior a las de los Tipos II y III, cuyas eficiencias fueron del 51 % y 60 %, respectivamente. La sección transversal del Tipo I también presentó los valores más bajos tanto en velocidad como en pérdida de carga, siendo éstos de 0,266 m/s y 108,3 Pa, respectivamente.