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COCINAS SOLARES

COCINAS SOLARES. INTRODUCCION. ASPECTO TEORICO DE LAS COCINAS SOLARES. COCINAS SOLARES. Las cocinas y hornos solares son sencillas aplicaciones que aprovechan la energía del Sol para cocinar alimentos. Modelos de Cocinas. COCINA PARABOLICA. COCINA DE VAPOR. COCINA TIPO CAJA.

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COCINAS SOLARES

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  1. COCINAS SOLARES

  2. INTRODUCCION

  3. ASPECTO TEORICO DE LAS COCINAS SOLARES

  4. COCINAS SOLARES • Las cocinas y hornos solares son sencillas aplicaciones que aprovechan la energía del Sol para cocinar alimentos.

  5. Modelos de Cocinas COCINA PARABOLICA COCINA DE VAPOR COCINA TIPO CAJA

  6. DIFERENCIA ENTRE UNA COCINA SOLAR TIPO CAJA Y UNA COCINA PARABÓLICA

  7. PRINCIPIO DE LA COCINA SOLAR TIPO CAJA • Principios de Calor: • Los siguientes principios de calor se considerarán en primer lugar: • A. Ganancia de calor • B. Pérdida de calor • C. Almacenaje de calor

  8. GANANCIA DE CALOR Efecto Invernadero

  9. PERDIDA DE CALOR • La Segunda Ley de la Termodinámica plantea que el calor siempre viaja de lo caliente a lo frío. El calor dentro de una cocina solar se pierde por tres vías fundamentales: • -Conducción • -Radiación • -Convección

  10. CONDUCCION El calor es conducido a través de la cazuela al asa

  11. RADIACIÓN El calor se irradia desde la cazuela caliente

  12. CONVECCIÓN El aire caliente puede escapar por las rendijas

  13. EVALUACIÓNCOMPARATIVADE TRES COCINAS SOLARES, TIPO CAJA,

  14. PROTOCOLO DE ENSAYO PARA COCINAS SOLARES DE LA RED IBEROAMERICANA DE COCCION PROCEDIMIENTO TÉCNICO DE LOS ENSAYOS • Este protocolo prescribe para el procedimiento técnico de los ensayos las siguientes etapas, siguiendo un formato específico para cada paso: • - Descripción física de la cocina. • - Verificación de aspectos ergonómicos y de seguridad. • - Calidad de materiales y evaluación del mantenimiento • - Ensayos para evaluar el comportamiento térmico.

  15. MATERIALES E INSTRUMENTOS UTILIZADOS • Tres hornos solares de diferente tamaño y característica • - Un radiómetro Haeni solar 118 • - Un termómetro digital • - Un termómetro de bulbo • - 9 Termocuplas tipo K de cromel alumel • - 2 Ollas de Aluminio y 1 olla de teflón

  16. COCINA SOLAR BAJA / CHICA Características: La cocina Baja/ Chica esta fabricadas de una caja de madera por fuera, con láminas de aluminio de alta reflectancia (0.4 mm) por el interior con un aislamiento térmico de lana de vidrio en medio de ellas de 2.5 cm. La cubierta es de doble vidrio de 1mm de espesor .Esta cocina mantiene las dimensiones del modelo Nadwani. (76x46x21).

  17. COCINA SOLAR PORTUGAL Características: Esta cocina se compone de una caja de plástico y un espejo lateral. Sus dimensiones externas son: 580 x 550 x 280 mm. Posee reflectores de aluminio de 0.4 mm de espesor .La tapa es de doble vidrio templado de 3mm de espesor, que se abre por arriba para tener acceso al interior del horno. El área útil de apertura es de 455 x 460 mm2. El interior del horno esta constituido por paredes reflectoras con la configuración de CPCs. La placa del fondo es de aluminio teflonado negro esta rodeado de espejos laterales de aluminio, sus dimensiones son 355 mm de largo por 420 mm de ancho.

  18. COCINA SOLAR ALTO / GRANDE Características: Este modelo de cocina esta fabricada de una caja de madera por fuera, cubierta en el interior por láminas de aluminio de alta reflectancia (0.4 mm) con un aislamiento térmico de lana de vidrio en medio de 6 cm. de espesor, cuenta además con una placa absorvedora de calor pintada de color negro. La cubierta es de doble vidrio no posee ninguna inclinación Posee un de lámina de aluminio reflejante. Esta cocina presenta una variación del modelo Nadwani.en cuanto a la altura interior. Sus dimensiones son (80x46x32)

  19. Primer factor de mérito F1El primer factor de mérito tiene en cuenta la relación entre la eficiencia óptica de la cocina y las pérdidas de calor al exterior desde la placa (Mullick et al., F1 = (Tp-Ta)/(Ih . Aph). Es decir que un valor elevado de F11 nos indica una alta transmitancia óptica y bajo nivel de pérdidas de la cocina solar.

  20. TIEMPO Tp Grande Tp Portugal Tp Chica G/(W/m2) Tamb. F1 Coc. grande F1 Coc. Port. F1 Coc. Chica DATOS ADICIONALES: CUADRO DE VALORES PARA LA OBTENCION DE F1, SIN CARGA Y CON REORIENTACIONDIA: 04 de marzo del 2003 10:22 53 32 47 705 30 0.033 0.0028 0.024 10:27 82 78 74 728 31 0.07 0.065 0.059 10:32 93 88 87 825 31 0.075 0.069 0.068 10:37 111 97 99 785 29 0.104 0.087 0.089 10:42 118 111 108 818 29 0.109 0.1 0.097 10:47 117 110 110 799 30 0.109 0.1 0.1 10:52 125 121 113 793 31 0.119 0.113 0.103 10:57 118 122 112 809 31 0.108 0.112 0.1 11:02 128 125 116 805 31 0.12 0.117 0.106 11:07 138 122 121 825 31 0.13 0.11 0.109 11:12 139 135 123 840 31 0.129 0.124 0.11 11:17 137 140 124 830 30 0.129 0.133 0.113 11:22 137 140 135 800 30 0.153 0.157 0.15 11:27 139 142 137 820 31 0.148 0.152 0.145 11:32 148 148 140 845 31 0.127 0.138 0.129 11:37 141 142 143 833 31 0.174 0.175 0.177 11:42 141 145 142 836 31 0.132 0.136 0.133 11:47 135 145 145 860 31 0.121 0.133 0.133 11:52 144 147 150 775 31 0.146 0.15 0.135 11:57 143 146 146 755 31 0.148 0.152 0.152 12:02 139 150 146 834 31 0.129 0.143 0.139 12:07 145 152 143 840 31 0.136 0.144 0.133 12:12 137 153 144 810 31 0.131 0.151 0.14 12:17 137 154 146 830 31 0.128 0.148 0.139 12:22 144 155 151 842 31 0.134 0.147 0.143 12:27 152 156 155 848 32 0.142 0.146 0.145

  21. Evaluación del 04 de Marzo del 2003 F1 = 0.177 0.001 m2 °C / W Horno chico (bajo)

  22. GRÁFICOS PARA F1 Evaluación del 04 de Marzo del 2003 F1 = 0.174 0.001 m2 °C / W Horno grande (alto)

  23. Evaluación del 04 de Marzo del 2003 F1 = 0.175 0.001 m2 °C / W Horno Portugal

  24. Cálculo del Mediodía solar (Para el día 11 de Febrero) • Tiempo Solar: Ts = Tof + E + 4 (Lref - Lloc)----- (1) Lref=75º;Lloc=77º • Ecuación del tiempo: E = 9.87Sen2SD – 7.56CosSD – 1.5senSD.... (2)

  25. Día Solar: SD = 360 (n - 81) n = 42 días (1Enr. - 11 Feb) 365 SD = -38.47 Reemplazando en 2 E = -14.60 Reemplazando en 1 Ts. = 12.22

  26. *Segundo factor de mérito F2El segundo factor de mérito, tiene en cuenta la eficiencia en la transferencia de calor hacia el recipiente. Se denomina F22 y se deriva de considerar el diferencial de tiempo en alcanzar un diferencial de aumento de temperatura en el agua: Donde: F’ = factor de eficiencia de intercambio de calor. η0 = eficiencia óptica. F1 = primer factor de mérito calculado como indica Mullick et al, 1987. (Mc)’w = Capacidad calorífica de todo el sistema (agua, ollas e interior de la cocina). = intervalo de tiempo entre Tw1 y Tw2. Ih = radiación solar sobre la superficie horizontal. A = área de apertura (m²). Tw1 = temperatura inicial del agua. Tw2 = temperatura final del agua. Ta = temperatura ambiente.

  27. Para testeo : 7kg/m2

  28. COCINA PORTUGAL

  29. COCINA CHICA

  30. Día 07 de abril del 2003: sin reorientación Horno CHICO

  31. Calentamiento de Agua sin intervención - Fecha: 07 DE ABRIL DEL 2003 • Datos obtenidos durante el ensayo: • volumen del liquido 2200 ml Temperatura del agua al comienzo: 30,5 °C • Rango de Temperatura ambiente: 27 - 29°C Rango de velocidades de viento: 1 m/seg • Rango de Radiación Solar: 560 - 770W/m²

  32. Tiempo en alcanzar los 80°C (desde los 40º): 75 ‘ Tiempo en alcanzar los 90°C: 110´ • Temperatura máxima del agua: 100 °C Tiempo en que alcanza a la temperatura máxima: 170

  33. COCINA CHICA F2 = 0.63

  34. Día 07 de abril del 2003: sin reorientación Horno GRANDE

  35. . Calentamiento de Agua sin intervención - Fecha: 07 de Abril del 2003 • Datos obtenidos durante el ensayo: • Rango deemperatura ambiental: 27 - 29ºC °C • Temperatura del agua al comienzo: 28,5°C • Rango de Radiación Solar: 560 - 770W/m² Rango de velocidades de viento: 1 m/seg

  36. Tiempo en alcanzar los 80°C con reorient.: 90´ Tiempo en alcanzar los 90°C: 110´ • Temperatura máxima del agua: 100 °C Tiempo en que alcanza a la temperatura máxima: 190‘

  37. COCINA GRANDE

  38. Día 07 de abril del 2003: sin reorientación Horno PORTUGAL

  39. 2 Calentamiento de Agua sin intervención - Fecha: 07 de Abril del 2003 • Datos obtenidos durante el ensayo: • Volumen del líquido: 2100 ml • Rango de Temperaturas ambiente: 27 -29 °C • Rango de Radiación Solar: 560 – 770 W/m² • Temperatura del agua al comienzo: 29,5 °C • Rango de velocidades de viento: 1 m/s (asumimos valor)

  40. Tiempo en alcanzar los 80°C (desde los 40º): 90 ‘ Tiempo en alcanzar los 90°C: 110´ • Temperatura máxima del agua: 100 °C Tiempo en que alcanza a la temperatura máxima: 125‘

  41. COCINA PORTUGAL

  42. CON ORIENTACION COCINA TIPO CAJA CHICA

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