Diseño y construcción de un sistema para suministro y control de agua caliente utilizando un colector solar con materiales flexibles

Abstract

El presente proyecto tuvo como objetivo construir un sistema para el suministro de Agua caliente Sanitaria (ACS) mediante la utilización de un colector solar diseñado y fabricado con materiales plásticos flexibles, el cual fue instalado en una vivienda unifamiliar ubicada en la ciudad de Quito,parroquia de Pifo, provincia de Pichincha. Por la ubicación, características de la zona y la demanda de agua caliente que requieren los usuarios, es óptima la instalación de sistemas de captación solar para el calentamiento de agua. Para el cumplimiento del objetivo se aplicó una metodología que contempla el diseño, análisis e implementación del sistema de suministro de ACS, siguiendo un proceso de diseño mediante cálculos matemáticos para la determinación de pérdidas de energía. Una vez elegidas las principales alternativas de diseño se pasó a un proceso de simulación en sistemas CADCAE, bajo los mismos parámetros y condiciones, para discernir la mejor opción mediante un análisis de selección de material. Partiendo de los resultados obtenidos se procedió a la construcción del sistema con manguera reciclada de PVC, priorizando variables de costos, accesibilidad dentro del mercado y grado de eficiencia del material, alcanzando parámetros de eficiencia similares a los sistemas de colectores de placa plana que existen en el mercado, generalmente fabricados en cobre. Para la adquisición de datos de temperatura y el estudio de eficiencia del colector se realizó un sistema de monitoreo integrando sensores controlados a través de una interfaz gráfica Arduino-Visual. Para el suministro de ACS se diseñó un sistema de control utilizando un PLC controlando sensores y actuadores que permitan el abastecimiento de ACS a una temperatura adecuada de acuerdo a las necesidades de los usuarios, para ello se aplicaron las ramas de la Mecatrónica y contribuyendo a la preservación del medio ambiente utilizando energías renovables.