Análisis Dinámico de un Sistema Solar Pasivo de Muro Trombe Para Condiciones Climáticas de México

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

En este trabajo se presenta la evaluación dinámica del desempeño térmico de un sistema de muro Trombe (TW) bajo las condiciones climáticas de dos ciudades de clima generalmente frío: Tulancingo, Hidalgo y Tacubaya, Ciudad de México. Se consideró la evaluación de la componente de TW en una habitación con una temperatura de confort térmico de 24 oC además de tomar en cuenta la interacción con el ambiente exterior a través del vidrio colector.
Para realizar la predicción numérica del sistema TW, se implementó un modelo matemático basado en el método de los balances globales de energía. De este modelo se obtuvo un sistema de ecuaciones algebraicas el cual se resolvió mediante el desarrollo de un código numérico en FORTRAN. En una primera etapa del estudio, se analizó el efecto del número de secciones, del paso de tiempo, de la inercia térmica debida al día anterior del día de estudio
considerado y del material del muro. De este estudio se encontró que un número de secciones de 15 y un paso de tiempo de 60 s permiten obtener resultados independientes de estos parámetros. Además, se observó que el hecho de considerar la inercia térmica del día anterior al día de modelado presenta diferencias de hasta 36 % para calor total suministrado durante el día más frío en Tulancingo. Por otro lado, para determinar el material óptimo para el calentamiento pasivo, se consideraron adobe, ladrillo y concreto, encontrándose que sólo este último fue capaz de almacenar la suficiente energía como para mantener el calentamiento durante la noche. En la segunda etapa del trabajo, se realizó la evaluación dinámica del sistema. Se observó que para la ciudad de Tulancingo, el sistema TW aportó un calor total a la habitación de 1.78 y de 0.89 kWh/m², durante el día más frío y más cálido, respectivamente. Por otro lado, para la Ciudad de México se suministró 1.58 kWh/m² para el día más frío y 0.78 kWh/m² para el día más cálido. Finalmente, al realizar una evaluación anual, se encontró que el sistema proporciona un suministro de 26.87 y de 27.19 kWh/m²
para Tulancingo y para la Ciudad de México, respectivamente. Con base en los resultados de la evaluación dinámica, es posible afirmar que el sistema TW con material de concreto es una buena alternativa de calentamiento pasivo para ser implementado en ciudades de clima templado subhúmedo de México.
Date of Award6 Sep 2019
Original languageSpanish (Mexico)
Awarding Institution
  • Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico. CENIDET-TecNM-SEP. Prol. Av. Palmira S/N. Col. Palmira. Cuernavaca

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Análisis Dinámico de un Sistema Solar Pasivo de Muro Trombe Para Condiciones Climáticas de México
Vázquez-Beltrán, E. (Author), Chávez, Y. (Director), Hernández-López, I. (Director). 6 Sep 2019

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