CALENTADOR CON ENERGÍA CALENTADOR CON ENERGÍA SOLAR TIPO CAJA PARA SOLAR TIPO CAJA PARA

COCCIÓN DE ALIMENTOSCOCCIÓN DE ALIMENTOS

Francisco Constante Flores RossoFrancisco Constante Flores Rossofcfrleandro@yahoo.com

XV SIMPOSIO PERUANO DE ENERGIA SOLARXV SIMPOSIO PERUANO DE ENERGIA SOLARCajamarca, 10 al 14 de Noviembre del 2008Cajamarca, 10 al 14 de Noviembre del 2008

Universidad NacionalUniversidad Nacional““Santiago Antúnez de Mayolo”Santiago Antúnez de Mayolo”

HuarazHuaraz

ResumenResumen En este trabajo de investigación se presentan los En este trabajo de investigación se presentan los

resultados obtenidos de los ensayos realizados para resultados obtenidos de los ensayos realizados para construir un CALENTADOR CON ENERGIA SOLAR TIPO construir un CALENTADOR CON ENERGIA SOLAR TIPO CAJA PARA COCCIÓN DE ALIMENTOS, al haberse CAJA PARA COCCIÓN DE ALIMENTOS, al haberse calculado la potencia y la eficiencia del calentador calculado la potencia y la eficiencia del calentador siguiendo el Método adoptado por la Red siguiendo el Método adoptado por la Red Iberoamericana de Cocción Solar (RICSA). Se analiza Iberoamericana de Cocción Solar (RICSA). Se analiza así mismo las curvas de factores de mérito Fasí mismo las curvas de factores de mérito F1111 y F y F2222. .

El trabajo de investigación se realizo en el periodo El trabajo de investigación se realizo en el periodo 2007-2008 bajo la supervisión de la Oficina General de 2007-2008 bajo la supervisión de la Oficina General de Investigación y Cooperación Técnica de la UNASAM.Investigación y Cooperación Técnica de la UNASAM.

22

OBJETIVOSOBJETIVOS Objetivo General:Objetivo General:

Contar con un calentador que permita el Contar con un calentador que permita el aprovechamiento de la energía solar térmica en aprovechamiento de la energía solar térmica en el proceso de cocción de alimentos.el proceso de cocción de alimentos.

   Objetivos Específicos:Objetivos Específicos:

Diseñar el sistema (colector tipo caja) que servirá Diseñar el sistema (colector tipo caja) que servirá para cocinar los alimentos.para cocinar los alimentos.

Construcción del calentador de energía solar.Construcción del calentador de energía solar. Probar el funcionamiento del calentadorProbar el funcionamiento del calentador

33

PROBLEMAPROBLEMA Las familias de las comunidades rurales Las familias de las comunidades rurales

adolecen de una economía suficiente para adolecen de una economía suficiente para hacer uso de las cocinas que utilizan hacer uso de las cocinas que utilizan combustibles tradicionales (gas, kerosene, combustibles tradicionales (gas, kerosene, energía eléctrica, etc.); la carencia de este energía eléctrica, etc.); la carencia de este combustible para cocinar obliga a las familias combustible para cocinar obliga a las familias a emplear estrategias, como dejar de cocinar a emplear estrategias, como dejar de cocinar o cocer mal los alimentos que afectan o cocer mal los alimentos que afectan negativamente la nutrición, afectando de negativamente la nutrición, afectando de esta manera la calidad de vida de estas esta manera la calidad de vida de estas familias. familias.

44

MATERIALES REQUERIDOSMATERIALES REQUERIDOS

55

RELACION DE MATERIALES REQUERIDOS PARA LA CONSTRUCCION DE LA COCINA SOLAR

MATERIAL AUXILIARMATERIAL AUXILIAR

66

RELACION DE MATERIAL AUXILIAR UTILIZADO PARA LA EVALUACION DE LA COCINA SOLAR

RELACION DE INSTRUMENTAL UTILIZADO PARA LA EVALUACION DE LA COCINA SOLAR

METODOLOGIAMETODOLOGIA

77

DIAGRAMA DE DISEÑO Y

CONSTRUCCION DE LA COCINA

SOLAR

PLANCHA DE FIERROGALVANIZADO (F. G)

100

101

200

201

300

301

400

401

404

405

406

407

408

CORTE DE PLANCHA DE F. G (5 PIEZAS)

VARILLA DE CANALETADE ALUMINIO

CORTE DE CANALETA(16 PIEZAS)

LAMINADE ESPEJO

CORTE DE LA LÁMINADE ESPEJO (5 PIEZAS)

LÁMINADE VIDRIO

CORTE DE LÁMINA DE VIDRIO (2 PIEZAS)

ENSAMBLAJE DELARMAZON

ENSAMBLAJE DE LASUPERFICIE EXTERNA

ENSAMBLAJE DE LAS PAREDES INTERIORES

INTRODUCCION DE LA LÁMINA DE FIBRA DE VIDRIO ENTRE LAS PLACAS F. G. Y ESPEJO

INTRODUCCION DE LA LÁMINA DE FIBRA DE VIDRIO ENTRE LA PLACA ABSORBEDORA Y F. G.

402

403

LÁMINA DEFIBRA DE VIDRIO

CORTE DE LÁMINA DE FIBRA DE VIDRIO (5 PIEZAS)

409ENSAMBLAJE DE LA TAPA DE LACOCINA: LÁMINA DE F.G. Y ESPEJO

410

411

412

SELLADO DELA COCINA

UNION DE LA TAPA DE LA COCINACON EL MARCO DEL ESPEJO

COCINACONSTRUIDA

88

Ensayo de Colector SolarEnsayo de Colector Solar Lugar:Lugar: Huaraz - Ancash, Perú Huaraz - Ancash, Perú Latitud:Latitud: 9° 31’ – sur ; 9° 31’ – sur ; Longitud:Longitud: 77° 32’ - oeste 77° 32’ - oeste ; Altitud: ; Altitud: 3100 3100

msnmmsnm

Descripción física del colector solar:Descripción física del colector solar:

99

Nombre o modelo que lo identifique SHINA1 Tipo de Cocina Solar Horno Superficie de cubierta vidriada [m²] 0.3177 m2 Área de reflectores [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 Volumen interior [dm3] (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 Removibles Otros usos: Secadero, pasteurización de agua,

calentamiento de agua, otros usos,

Fotos del Colector SolarFotos del Colector SolarColector solar “Shina 1” Colector solar “Shina 1”

cerradacerrada Colector solar “Shina 1” abierta, lista para ser usadaColector solar “Shina 1” abierta, lista para ser usada

1010

1111Figura 2: fotografía mostrando la mesa de toma de datos, cochecito móvil, e instrumental dispuesto de tal forma que facilita la evaluación de la cocina.

RESULTADOSRESULTADOSa)a) Primer Factor de mérito (FPrimer Factor de mérito (F1111))

Figura 1: ensayo para la temperatura máxima de placa de la cocina solar “Shina 1“

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0

20

40

60

80

100

120

R. So

lar

[W/m

2 ]

Tem

pera

tura

[°C]

Tiempo en horas

Ta °C TP °C I (W/m2)

1212

Figura 3: valores de F11 cocina solar “Shina 1”.

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080F 1

1[m

2 .°C

/W]

Tiempo en horas

Factor de merito F11

Factor de merito F11 [m2.°C/W] 1313

b) Segundo Factor de mérito (Fb) Segundo Factor de mérito (F2222))

Figura 4: Ensayo del calentamiento de agua. Temperatura ambiente. Radiación solar y Temperatura del agua (temperatura promedio).

0

200

400

600

800

1000

1200

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Radi

ació

n So

lar W

/m2

Tem

pera

tura

pro

med

io (°

C)

Tiempo (Hora)

Determinación de la temperatura del agua (°C) Huaraz- Perú 15-05-2008

Tpromedio °C

Ta °C

I (W/m2)

1414

Figura 5: potencia de cocción de la cocina solar “Shina 1”.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

21.55 28.10 32.75 37.65 46.55 51.95 54.95 59.95 61.30 63.10 64.40

Pote

ncia

[W]

Diferencia Tprom - Ta [°C]

Potencia

Potencia

Lineal (Potencia )

1515

1616

Figura 6: potencia de cocción de la cocina solar “Shina 1”, para una diferencia de temperatura de 50°C.

Tabla: Resumen de Resultados de la Evaluación del Tabla: Resumen de Resultados de la Evaluación del Colector Solar Tipo Caja “Shina 1”Colector Solar Tipo Caja “Shina 1”

1717

Tabla : Comparación de cocinas solares (tipo caja)Tabla : Comparación de cocinas solares (tipo caja)

Propiedad Ñacuñan 1ARGENTINA

Ñacuñan 2ARGENTINA

NandwaniCOSTA 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 2.25Tiempo 80°C [min.] 104 114 92 175Tiempo 90°C [min.] 137 134 121 235Temp max placa [°C] 155.8 144.1 156.5 107.1F11 [m2.°C/W] 0.0568 0.0404 0.0736 0.06F22 [adim.] 0.224 0.126 0.17 0.38Potencia [W] 61 25 51 50Eficiencia (%) 13 9.6 12.7 17.13%

1818

¡GRACIAS!¡GRACIAS!

1919