Pregunta: 1. Calcule la cantidad de paneles de calefacción solar de 4'X8' (no fotovoltaicos) necesarios para calentar el agua de una casa desde 20 ºC hasta 40 ºC. Suponga que el uso diario es de 125 galones y la eficiencia es η=0,7, y que la ubicación de la casa recibe una irradiación normal directa DNI= 7 kW-hr/m2. Suponga que la capacidad térmica del agua es de 4200

1. Calcule la cantidad de paneles de calefacción solar de 4'X8' (no fotovoltaicos) necesarios para calentar el agua de una casa desde 20 ºC hasta 40 ºC. Suponga que el uso diario es de 125 galones y la eficiencia es η=0,7, y que la ubicación de la casa recibe una irradiación normal directa DNI= 7 kW-hr/m2. Suponga que la capacidad térmica del agua es de 4200 J/(kg ºC).

Esta es la pregunta número 2 que fue respondida:

2. Calcule la cantidad de paneles de calefacción solar de 4'X8' (no fotovoltaicos) necesarios para calentar la piscina de 27 ºC a 30 ºC. Suponga que la piscina tiene una capacidad de 6000 galones de agua y que la eficiencia de los paneles de calefacción es η=0,7, y que recibe una irradiación normal directa DNI= 7 kW-hr/m2. Suponga que la capacidad térmica del agua es de 4200 J/(kg ºC).

No hay una única respuesta a esta cuestión porque hay numerosas variedades de paneles de calefacción solar. Explicación Dependiendo del tipo de panel de calefacción solar utilizado, su eficacia, la cantidad de Irradiación Normal Directa (DNI) que recibe el panel y la capacidad calorífica del agua, el número de paneles de calefacción solar necesarios para calentar una piscina de 27 °C a 30 °C variaría. Ejemplo Podemos calcular el número aproximado de paneles de calefacción solar necesarios para calentar la piscina si suponemos que el panel de calefacción solar tiene una eficiencia de = 0,7 y obtiene Irradiación Normal Directa DNI = 7 kW-hr/m2. La salida de calor del panel se puede calcular utilizando la ecuación Q = * DNI * A. Q representa la salida de calor, la eficiencia, DNI la irradiación normal directa y A el área del panel. Q = 0,7 * 7 * 8 = 56 vatios Ahora, podemos determinar el número necesario de paneles utilizando la ecuación Q = mcT. Q representa la producción de calor, m la masa de agua, c la capacidad calorífica específica del agua y T el cambio de temperatura. 56=6000*4200(30-27)\s56=504,000\s504,000/56=9000 Esto indica que para calentar la piscina de 27°C a 30°C en las circunstancias actuales se necesitarían alrededor de 9000 paneles de calefacción solar de 4' x 8'.

Explicación: No hay una única respuesta a esta pregunta porque hay muchas variedades diferentes de paneles de calefacción solar para elegir. Explicación El tipo de panel de calefacción solar que se utiliza, la eficiencia del panel, la cantidad de irradiación normal directa (DNI) que recibe el panel y la capacidad calorífica del agua juegan un papel en la determinación del número de paneles de calefacción solar que son necesarios para elevar la temperatura de una piscina de 27 grados Celsius a 30 grados Celsius. Ejemplo Si suponemos que un panel de calefacción solar tiene una eficiencia de = 0,7 y que recibe una irradiación normal directa DNI = 7 kW-hr/m2, entonces podremos estimar el número de paneles que serán necesarios para calentar la piscina. Podemos determinar la cantidad de calor que emite el panel utilizando la ecuación Q = * DNI * A. Q representa la cantidad de calor que se emite, representa la eficiencia, DNI representa la cantidad de irradiación normal directa y A representa el área total del panel. Q es igual a 0,7 * 7 * 8 = 56 vatios Ahora que tenemos esta información, podemos calcular el número necesario de paneles utilizando la ecuación Q=mcT. La producción de calor se denota por Q, la masa del agua se denota por m, la capacidad calorífica específica del agua se denota por c y el cambio de temperatura se denota por T. 56=6000*4200(30-27)\s56=504.000\s504.000/56=9000 Esto indica que, dados los parámetros, se necesitarían aproximadamente 9000 paneles de calefacción solar de 4 pies por 8 pies para elevar la temperatura de la piscina de 27 grados Celsius a 30 grados Celsius.