Convección natural vs circulación forzada en un colector solar de placa plana

Se comparó la producción de agua caliente de un calefón solar en dos regímenes distintos, termosifónico y forzado. En ambos casos se midieron los valores de temperatura del agua del tanque, a la entrada y a la salida del colector, y de la placa absorbedora. En el caso termosifónico para establecer como varía el caudal en el circuito durante la operación, los valores medidos fueron correlacionados con las propiedades termofísicas del agua, como el cambio de la densidad y de la viscosidad. Se muestra que al comienzo de la operación termosifónica se establece un muy bajo caudal con muy poca transferencia de calor al agua del tanque. Recién cerca del mediodía, se activa la convección natural con el consecuente aumento de la transferencia de calor al agua del tanque. La incorporación de un bombeo externo mejora sustancialmente la transferencia de calor útil hacia el agua del tanque desde el principio de la operación, producto de la mejor remoción de calor de la placa absorbedora. En horas de la mañana y hasta el mediodía, el colector de placa plana bajo el régimen forzado pudo entregar un 130 % más de calor útil al agua del tanque.

本研究对比了太阳能热水器在不同模式下，即自然对流和强制对流条件下的热水产量。在两种情况下，均对水箱入口、出口以及吸收板的水温进行了测量。在自然对流模式下，为探究运行过程中回路中流量的变化，所测得的数据与水的热物理性质进行了相关性分析，包括密度和粘度的变化。结果显示，在自然对流操作初期，流量极低，水箱中的热量传递也很少。直至正午时分，自然对流得以激活，随之水箱中的热量传递显著增加。引入外部泵送装置显著提升了操作初期至水箱的热量有效传递，这是由于吸收板热量移除效率的提高。在清晨至正午时段，强制对流条件下的平板集热器能够向水箱提供高达130%的热量。