TOAPANTA, Luis Fernando; ANTHONY XAVIER, Andrade    QUITIAQUEZ SARZOSA, William. CFD Analysis of a solar flat plate collector with different cross sections. []. , 11, 2, pp.95-108. ISSN 1390-6542.  https://doi.org/10.29019/enfoque.v11n2.601.

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Los sistemas de calefacción solar utilizados para propósitos industriales y domésticos como sistemas de calentamiento de agua y sistemas de calefacción, generalmente utilizan colectores solares de placa plana para absorber la energía solar térmica convirtiéndola en calor para luego transferir el calor a un fluido (generalmente agua o aire) que circula a través de él. El presente artículo evalúa la eficiencia del colector solar de placa plana, así como el comportamiento del fluido (agua o aire) dentro de la tubería con tres diferentes secciones transversales, cuyos diámetros hidráulicos son 10, 5.12 y 6.16 mm, utilizando ANSYS Fluent. Los resultados obtenidos con herramienta Computational Fluid Dynamics (CFD) mostraron que el colector con la sección transversal Tipo I alcanzó temperaturas de hasta 330 K en la salida de la tubería, obteniendo una eficiencia del 68 %, superior a la de los Tipos II y III, cuyas eficiencias fueron de 51 % y 60 %, respectivamente. La sección transversal del Tipo I también presentó los valores más bajos, tanto en velocidad como en caída de presión, con valores de 0.266 m/s y 108.3 Pa, respectivamente.

Low and medium solar heating systems used for domestic and industrial applications, such as water and space heating, usually utilize solar flat plate collectors in order to absorb solar thermal energy converting it into heat and then transferring the heat to a fluid (usually water or air) that flows through it. The aim of this study is to evaluate the solar flat plate collector’s efficiency and the fluid behavior inside the pipeline with three different cross sections, whose hydraulic diameters are 10, 5.12 and 6.16 mm, by using ANSYS Fluent. The results obtained from the Computational Fluid Dynamics (CFD) tool showed that the collector with the Type I cross section reached temperatures up to 330 K at the pipe outlet obtaining an efficiency of 68 %, higher than those of Types II and III, whose efficiencies were 51 % and 60 %, respectively. Type I cross section also presented the lowest values in both speed and pressure drop, these being 0.266 m/s and 108.3 Pa, respectively.

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