SIMULACIÓN DE UN SISTEMA DE CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO POR RADIACIÓN NOCTURNA PARA UN COLECTOR SOLAR PLANO

Con la intención de explorar la utilización de los colectores solares en horas en queel sol se ha ido, la presente memoria estudia numéricamente el desempeño energéticode un sistema de calentamiento solar y enfriamiento por radiación nocturna utilizandoun sistema térmico provisto de estanques de acumulación, bomba de recirculación y uncolector solar plano de 1 x 2 m2 como aparato intercambiador de energía entre el sistema ylas fuentes energética, en este caso el sol, para el calentamiento, y el cielo nocturno, para elenfriamiento. Este estudio se llevó a cabo implementando un proyecto en la herramientade simulación dinámica llamada TRNSYS (Transient System). El sistema propuesto estáprovisto de dos estanques, una para almacenar el calor del día y el otro el frío producidodurante la noche, utilizando una lógica de control comprende un ciclo de calentamiento queva desde 06:00 hrs hasta las 20:00 hrs y un ciclo de enfriamiento que comprende desde las20:00 hrs a 06:00 del día siguiente, ambos ciclos consideran la utilización de una mismabomba impulsora. El efecto del volúmen de estanques y el flujo másico en el rendimientoenergético del sistema fueron evaluados. Los resultados iniciales arrojaron que a mayorvolumen de estanque mejor el desempeño general del sistema. La eficiencia térmica nopresentó diferencias significativas para un gran variación del flujo másico, así como elpotencial de enfriamiento tendió a converger para un flujo másico alto, llegando a un límitede potencial. Para esto una ecuación para el potencial de enfriamiento en función del flujomásico es brindada. Dado los resultados, se utilizan estanques de 200L para calentamientoy enfriamiendo y un flujo másico de 0,02 kg/s obteniendo una eficiencia térmica promediopara un día de 0,621 y un potencial de enfriamiento radiativo de 47,43 W/m2. Este sistemapermitió generar anualmente 1.345 kWh para el modo calentamiento y 244 kWh para elmodo enfriamiento para la ciudad de Valparaíso, Chile. Finalmente, se sientan las bases parauna futura investigación que se enfoque en estudiar el desempeño del sistema propuesto demanera experimental.
 With the intention of exploring the use of solar collectors in hours when the sun has gone,the present work numerically studyies the energy eciency of the solar heating system andthe frequency of night radiation using a thermal system provided with accumulation tanks,recirculation pump and a flat solar collector of 1 x 2 m 2 as an energy exchange devicebetween the system and energy sources, in this case the sun, for heating, and the night sky,for cooling.This study was carried out by implementing a project in the dynamic simulation toolcalled TRNSYS (Transient System). The proposed system is provided with two tanks, oneto store the heat of the day and the other cold water produced during the night, using alogic control that comprises a heating cycle that goes from 06:00 a.m. to 8:00 p.m and acooling cycle that includes from 20:00 hrs to 06:00 the next day, both cycles consideredthe use of an impulse pump. The eect of tank volume and mass flowrate on the energyperformance of the system were evaluated. The initial results showed that a greater volumeof tanks better the overall performance of the system. The thermal eciency did not showvariable dierences for a large variation of the mass flow, just as the cooling potentialtended to converge for a high mass flow, reaching a potential limit. For this, an equation forthe cooling potential as a function of mass flow is provided. Given the results, 200L tanksare used for heating and cooling and a mass flow of 0.02 kg / s obtaining an average thermaleciency for a day of 0.621 and a radiative cooling potential of 47.43 W / m2. Thissystemannually generates 1.345 kWh for the heating mode and 244 kWh for the cooling modefor the city of Valparaíso, Chile. Finally, the foundations are laid for future research thatfocuses on studying the performance of the proposed system experimentally.