Calentador con energia solar tipo caja para coccion

XV SIMPOSIO PERUANO DE ENERGIA SOLAR Cajamarca, 10 al 14 de Noviembre del 2008

CALENTADOR CON ENERGÍA SOLAR TIPO CAJA PARA COCCIÓN DE ALIMENTOS Francisco Constante Flores Rosso fcfrleandro@yahoo.com

Universidad Nacional “Santiago Antúnez de Mayolo” Huaraz

Resumen 

En este trabajo de investigación se presentan los resultados obtenidos de los ensayos realizados para construir un CALENTADOR CON ENERGIA SOLAR TIPO CAJA PARA COCCIÓN DE ALIMENTOS, al haberse calculado la potencia y la eficiencia del calentador siguiendo el Método adoptado por la Red Iberoamericana de Cocción Solar (RICSA). Se analiza así mismo las curvas de factores de mérito F11 y F22.



El trabajo de investigación se realizo en el periodo 2007-2008 bajo la supervisión de la Oficina General de Investigación y Cooperación Técnica de la UNASAM.

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OBJETIVOS  

Objetivo General:

Contar con un calentador que permita el aprovechamiento de la energía solar térmica en el proceso de cocción de alimentos.



 

 

Objetivos Específicos:

Diseñar el sistema (colector tipo caja) que servirá para cocinar los alimentos.

Construcción del calentador de energía solar.

Probar el funcionamiento del calentador 3

PROBLEMA 

Las familias de las comunidades rurales adolecen de una economía suficiente para hacer uso de las cocinas que utilizan combustibles tradicionales (gas, kerosene, energía eléctrica, etc.); la carencia de este combustible para cocinar obliga a las familias a emplear estrategias, como dejar de cocinar o cocer mal los alimentos que afectan negativamente la nutrición, afectando de esta manera la calidad de vida de estas familias.

4

MATERIALES REQUERIDOS RELACION DE MATERIALES REQUERIDOS PARA LA CONSTRUCCION DE LA COCINA SOLAR

5

MATERIAL AUXILIAR RELACION DE MATERIAL AUXILIAR UTILIZADO PARA LA EVALUACION DE LA COCINA SOLAR

RELACION DE INSTRUMENTAL UTILIZADO PARA LA EVALUACION DE LA COCINA SOLAR

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METODOLOGIA

PLANCHA DE FIERRO GALVANIZADO (F. G) CORTE DE PLANCHA DE F. G (5 PIEZAS)

101

VARILLA DE CANALETA DE ALUMINIO

200

CORTE DE CANALETA (16 PIEZAS)

201

LAMINA DE ESPEJO

300

CORTE DE LA LÁMINA DE ESPEJO (5 PIEZAS)

301

LÁMINA DE VIDRIO

400

CORTE DE LÁMINA DE VIDRIO (2 PIEZAS)

401

LÁMINA DE FIBRA DE VIDRIO

402

CORTE DE LÁMINA DE FIBRA DE VIDRIO (5 PIEZAS)

403

ENSAMBLAJE DEL ARMAZON

404

ENSAMBLAJE DE LA SUPERFICIE EXTERNA

DIAGRAMA DE DISEÑO Y CONSTRUCCION DE LA COCINA SOLAR

100

405

ENSAMBLAJE DE LAS PAREDES INTERIORES

406

INTRODUCCION DE LA LÁMINA DE FIBRA DE VIDRIO ENTRE LAS PLACAS F. G. Y ESPEJO

407

INTRODUCCION DE LA LÁMINA DE FIBRA DE VIDRIO ENTRE LA PLACA ABSORBEDORA Y F. G. ENSAMBLAJE DE LA TAPA DE LA COCINA: LÁMINA DE F.G. Y ESPEJO SELLADO DE LA COCINA UNION DE LA TAPA DE LA COCINA CON EL MARCO DEL ESPEJO COCINA CONSTRUIDA

408

409

410

411

7 412

8

Ensayo de Colector Solar  



Lugar: Huaraz - Ancash, Perú Latitud: 9° 31’ – sur ; Longitud: 77° 32’ - oeste

; Altitud: 3100 msnm

Descripción física del colector solar: Nombre o modelo que lo identifique

SHINA1

Tipo de Cocina Solar

Horno

Superficie de cubierta vidriada [m²] Área de reflectores [m²]

0.3177 m2 0.6391 m2

Superficie proyectada horizontal [m²]

0.3216 m2

Superficie de placa absorbedora [m²]

0.2651 m2

Peso [N]

197.96

Masa [kg]

20.2 3

Volumen interior [dm ] (útil para hornear)

47.17 dm3

Volumen exterior [dm3]

0.0633 m3

Número de ollas y volumen

2 de 4 L c/u

Tipo de ollas Otros usos:

Removibles Secadero, pasteurización de agua, calentamiento de agua, otros usos,

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Fotos del Colector Solar Colector solar “Shina 1” cerrada

Colector solar “Shina 1” abierta, lista para ser usada

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Figura 2: fotograf铆a mostrando la mesa de toma de datos, cochecito m贸vil, e instrumental dispuesto de tal forma que facilita la evaluaci贸n de la cocina.

11

RESULTADOS 

Primer Factor de mérito (F11) 120

1400

1200 100

1000 80

] C [° a r u ta 60 r e p m e T

800

600

40 400

20 200

0

Figura 1: ensayo para la temperatura máxima de placa de la cocina solar “Shina 1“

0

12

Tiempo en horas Ta °C

TP°C

I (W/ m2)

] m / W [ ra l o S .

R

2

Factor de merito F11 0.080

0.070

0.060 ] W / C °.

2 0.050 m [ 1

F1 0.040

0.030

0.020

Tiempo en horas Factor de merito F11 [m2.°C/ W] Figura 3: valores de F11 cocina solar “Shina 1”.

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b) Segundo Factor de mérito (F22) 100

Determinación de la temperatura del agua (°C) Huaraz- Perú 15-05-2008

Tpromedio °C

1200

Ta °C I (W/ m2)

90

1000 80

70 800 ) 60 C (° o i d e m o r p 50 a r tu a r e p m e T 40

2

600

/m W ra l o S n ó ic a i d a R

400 30

20 200

10

0

0

Tiempo (Hora)

14

Figura 4: Ensayo del calentamiento de agua. Temperatura ambiente. Radiación solar y Temperatura del agua (temperatura promedio).

Potencia 90

80

70

60

] 50 [W a ic n e t o 40 P

Potencia Lineal (Potencia )

30

20

10

0 21.55

28.10

32.75

37.65

46.55

51.95

54.95

59.95

61.30

63.10

64.40

Diferencia Tprom - Ta [°C]

Figura 5: potencia de cocción de la cocina solar “Shina 1”.

15

Figura 6: potencia de cocción de la cocina solar “Shina 1”, para una diferencia de temperatura de 50°C. 16

Tabla: Resumen de Resultados de la Evaluación del Colector Solar Tipo Caja “Shina 1”

17

Tabla : Comparación de cocinas solares (tipo caja) Propiedad

Ñacuñan 1 ARGENTINA

Ñacuñan 2 ARGENTINA

Nandwani COSTA RICA

Shina 1 (UNASAM) PERÚ

Superficie de placa absorvedora [m2]

0.1824

0.3675

0.3648

0.2651

Superficie proyectada horizontal [m²]

0.715

0.4

0.603

0.3216

Carga [kg]

4.8

2.7

4.1

2.25

Tiempo 80°C [min.]

104

114

92

175

Tiempo 90°C [min.]

137

134

121

235

Temp max placa [°C]

155.8

144.1

156.5

107.1

F11 [m2.°C/W]

0.0568

0.0404

0.0736

0.06

F22 [adim.]

0.224

0.126

0.17

0.38

Potencia [W]

61

25

51

50

Eficiencia (%)

13

9.6

12.7

17.13%

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ยกGRACIAS!

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