Sistema de calefacción solar térmica mediante radiadores para incrementar la temperatura del Laboratorio de Control y Automatización de la EPIER-UNAJ

Abstract

La calefacción solar térmica es una solución innovadora para combatir las bajas temperaturas en espacios cerrados. Un ejemplo de situación crítica es el Laboratorio de Control y Automatización de la EPIER de la UNAJ, pues este recinto no recibe radiación solar directa durante el día y consecuentemente se convierte en un lugar muy frio afectando a estudiantes y docentes; el objetivo de la presente pesquisa fue implementar un sistema de calefacción solar térmica mediante radiadores para este ambiente. La investigación se desarrolló en varias fases, así tenemos la implementación de un sistema de calefacción solar por radiadores comandado por un dispositivo PLC. Posteriormente, se implementó un algoritmo basado en reglas condicionales horarias para automatizar el encendido del sistema de calefacción en el horario de funcionamiento del laboratorio (7:30 a 16:30). Finalmente, se integraron ventiladores para la convección forzada, con el propósito de justipreciar su impacto en la eficiencia de los radiadores, y el consecuente aumento de la temperatura del laboratorio. Se observó que la temperatura del fluido en el calentador solar no superó los 65°C; así mismo sin la convección forzada, se logró un incremento de 0.84°C en la temperatura promedio del laboratorio (ambiente A); y en el gabinete (ambiente B), se incrementó 3.77°C. Y con la convección forzada, se logró un incremento de 2.25°C en la temperatura promedio del laboratorio; y en el gabinete, se incrementó 3.65°C. Obteniéndose variaciones negativas en las eficiencias de los radiadores de los ambientes A y B, de 14.16% y 7.73% respectivamente. Concluyéndose que el sistema de calefacción solar implementado logró operar correctamente; y de la adición de convección forzada en los radiadores se finiquita que no presenta ventajas en su eficiencia energética. Este estudio proporciona un primer paso hacia la optimización de sistemas térmicos de calefacción solar en zonas altoandinas.