Estudio experimental de un sistema de calentamiento solar de agua por termosifón con bucle de circulación forzada

Los termosifones (LT) de bucle de gravedad sin mecha se han utilizado ampliamente en la captación de calor a distancias de hasta varios metros. Este dispositivo bifásico cerrado, que funciona a presión reducida, es útil en los sistemas de calentamiento solar de agua (SWH) porque podría resolver el problema de la congelación durante el invierno. En comparación con el tipo normal, los LT sin mecha de circulación forzada presentan ventajas significativas en la transferencia de calor a larga distancia y la libertad de instalación de la sección de condensación. En este estudio, se propuso un sistema de LT-SWH sin mecha de circulación forzada por bomba con un colector solar plano remodelado. El colector solar actuó como la sección de evaporación de la LT sin mecha, mientras que el intercambiador de calor en espiral del depósito de agua actuó como la sección de condensación. Se empleó R600a como fluido de trabajo y se llevaron a cabo experimentos a largo plazo en exteriores. Los resultados muestran que la eficiencia fototérmica media instantánea y diaria del sistema propuesto puede alcanzar el 69,54 y 58,22%, respectivamente. Las diferencias de temperatura entre la parte superior e inferior y la parte media e inferior de la sección de evaporación de la LT sin mecha eran pequeñas, y normalmente oscilaban entre 1,1 y 3,9°C. Los ajustes lineales del colector y el rendimiento global del sistema LT-SWH sin mecha forzada por bomba demuestran el prometedor potencial de aplicación del sistema.

Autores: Tao, Zhang