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
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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
10
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)
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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”
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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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