Aportaciones al estudio del comportamiento térmico de serpentines helicoidales en el interior de depósitos

Resumo

En esta tesis doctoral se ha realizado el estudio teórico y experimental del comportamiento térmico de serpentines helicoidales de tubo liso y aleteado utilizados para el calentamiento de agua en el interior de depósitos, considerando el aporte de calor mediante la circulación de agua o la condensación de R134a en su interior. Los objetivos principales han sido la determinación experimental de los coeficientes de convección en la superficie exterior de los serpentines y evaluar el efecto de la capa de aire existente en serpentines de doble pared sobre la transferencia de calor cuando se utilizan como condensadores de bombas de calor. Para ello, se ha construido un banco de ensayos y se ha establecido un proceso de cálculo que permite obtener los coeficientes de convección exterior, así como la resistencia térmica de la capa de aire en un serpentín de doble pared. Además, se ha instrumentalizado un sistema de calentamiento de agua mediante una bomba de calor para el análisis del comportamiento de serpentines helicoidales aleteados de simple y doble pared utilizados como condensadores para el proceso de calentamiento de agua en un depósito. En el trabajo experimental, se han utilizado nueve serpentines diferentes, siete fabricados a partir de tubo liso de acero inoxidale AISI 316L y dos fabricados a partir de tubos de cobre (Cu-DHP) aleteado con recubrimiento de estaño, uno de simple pared y el otro de doble pared. Así mismo, en el estudio teórico, se ha elaborado e implementado en un programa informático un modelo matemático que permite el análisis del comportamiento térmico de serpentines helicoidales de tubo liso y aleteado para el calentamiento de agua en depósitos.