Laboratorio Termosolar




Laboratorio Termosolar se emplea para realizar actividades de investigación científica básica y aplicada relacionadas con la captación térmica, el proceso de transformación de la energía radiante procedente del Sol para poner en disposición energía térmica. Parte de las actividades principales consisten en la caracterización energética de colectores solares. Actualmente en este laboratorio se desarrollan actividades con calentadores solar tipo heat pipe de tubo al vacío. Este tipo de colectores presenta diferencias importantes respecto a los colectores solares de placa plana y no existe documentación suficiente al respecto, sin embargo, incluso los estándares internacionales como las normas ISO 9806-1 (1994), EN 12975-2 (2006) y ASHRAE 93-2003 (2003), además de la norma oficial mexicana NORMEX, están basados en métodos experimentales conducidos en colectores solares planos. La eficiencia térmica de los colectores solares está ligada al conocimiento del comportamiento de la constante de tiempo, por lo que en el estudio de los colectores resulta un aspecto de particular importancia, además de la caracterización de los procesos de transferencia de calor que ocurren en el interior del heat pipe.


Equipo Especializado


Planta Solar

Planta Solar de 65 kW compuesta por un arreglo de 40 paneles solares, cada uno de ellos cuenta con 20 tubos al vacío y varilla concéntrica de cobre. Este tipo de diseño en particular favorece el máximo aprovechamiento en colección solar. La planta incluye, además de paneles solares, un sistema hidráulico completo con bombas, válvulas de seguridad anticongelante, válvulas unidireccionales, vaso de expansión, llenado de instalación, vaciado de instalación, purgadores, termostatos, válvula motorizada y un termo tanque. Esta planta está instrumentada y controlada desde un equipo central que forma parte del equipamiento del laboratorio termosolar, donde se registra el comportamiento y se evalúa el rendimiento de la planta. Mediante este equipo es posible desarrollar actividades de investigación encaminadas diseñar estrategias de control que permitan mejorar el desempeño de instalaciones del tipo solar térmico. La planta opera permanentemente y la energía térmica obtenida se emplea para el calentar el agua que se utiliza en las regaderas del Polideportivo de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.






Sistema de Almacenamiento de Datos

Sistema de adquisición de datos mediante la plataforma CompactRio de National Instruments. Cuenta con un microprocesador que se comunica con una computadora por medio del software LabView de tal forma que esw posible registrar datos provenientes de sensores de temperatura, gasto volumétrico, manómetros diferenciales y piranómetros

Sistema de Control Dinámico

Sistema de control dinámico Compact-RIO de National Instruments. Este equipo representa la herramienta que controla el funcionamiento de la planta solar. El sistema de control está basado en algoritmos adecuados para sistemas dinámicos y es lo suficientemente flexible como para permitir el diseño de estrategias de control avanzado de lazo cerrado para que el programa adapte la operación de la planta a necesidades específicas de gastos volumétricos mediante el ajuste de variadores de velocidad de bombeo, el encendido y apagado del bombeo, la circulación de agua fría al sistema de colectores, todo esto de forma consistente con la información proveniente de sensores de temperatura RTD´s ubicados en diferentes puntos de la planta solar.



Cámara de termografía infrarroja portátil de la marca FLUKE

Cámara de infrarrojo que permite medir la distribución de la temperatura en la superficie de los cuerpos a través de la emisión de radiación infrarroja. Mediante esta herramienta es posible identificar puntos patrones térmicos, midiendo indirectamente la temperatura local. Cuenta con una pantalla LCD y captura imágenes con un sensor de 320x240 pixel a 60 Hz. Incluye un corrector de paralaje para la imagen infrarroja. El rango de medición de la temperatura es de -20 a 150°C, con una exactitud de 2°C o 2% a 25°C.


Equipo para Modelado Computacional de Procesos Térmicos Transitorios

  • Software especializado TRNSYS

Software de simulación útil en el estudio del comportamiento de sistemas transitorios. Esta herramienta de simulación está compuesta por dos partes. La primera de ellas consiste en un programa numérico que lee y procesa archivos de entrada de manera iterativa, estima la convergencia y grafica las variables, además, también permite determinar propiedades termo-físicas, invertir matrices, hacer regresiones lineales, interpolar y extrapolar datos. La segunda parte de la herramienta contiene una extensa librería con aproximadamente 150 modelos, incluyendo bombeo multizona para edificaciones, turbinas eólica, generadores de datos climatológicos, y equipamiento básico de HVAC. Las librerías pueden ser empleadas para construir y simular sistemas compuestos complejos.